基于PLC智能洗車機(jī)全流程控制系統(tǒng) -

摘要隨著人們生活水平的不斷提升和服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展，私家車和公共汽車的數(shù)量呈現(xiàn)逐年攀升的趨勢。這就使得城市中出現(xiàn)了越來越多的洗車需求。隨著汽車數(shù)量的急劇增加，洗車服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展。目前傳統(tǒng)的人工洗車方式效率低下、勞動強(qiáng)度大并且容易造成二次污染，近些年來房租成本上升顯著，利潤空間持續(xù)壓縮，洗車店員工不穩(wěn)定，為了便于管理，迫切需要一種簡潔易懂，能夠通過直觀的觸摸實現(xiàn)人機(jī)對話，實現(xiàn)智能化、自動化的新型自動洗車模式來代替人工進(jìn)行洗車工作。在此背景下，本設(shè)計以智能控制為主要方向，利用西門子PLC、伺服電機(jī)等設(shè)備的可編程控制設(shè)計為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一套智能洗車系統(tǒng)，有效解決了洗車系統(tǒng)的智能控制難題。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對車輛智能清洗。關(guān)鍵詞：PLC；智能洗車；自動控制；組態(tài)ABSTRACTWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandardsandthevigorousdevelopmentoftheserviceindustry,thenumberofprivatecarsandbuseshasshownatrendofincreasingyearbyyear.Thishasledtoanincreasingdemandforcarwashesincities.Withthedrasticincreaseinthenumberofcars,thecarwashserviceindustryisbooming.Atpresent,thetraditionalmanualcarwashingmethodisinefficient,labor-intensiveandeasytocausesecondarypollution,inrecentyears,thecostofrenthasrisensignificantly,profitmarginscontinuetocompress,carwashstaffisunstable,inordertofacilitatemanagement,urgentlyneedaconciseandeasy-to-understand,throughintuitivetouchtoachievehuman-machinedialogue,toachieveintelligent,automatednewautomaticcarwashmodetoreplacemanualcarwashingwork.Inthiscontext,thisdesigntakesintelligentcontrolasthemaindirection,andusestheprogrammablecontroldesignofSiemensPLC,servomotorandotherequipmenttobuildasetofintelligentcarwashingsystem,whicheffectivelysolvestheintelligentcontrolproblemofcarwashingsystem.Thesystemenablesintelligentcleaningofvehicles.Keywords：PLC;intelligentcarwash;auto-control;configuration 目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章概述 第2章方案設(shè)計2.1需求分析為了適應(yīng)工業(yè)控制需求，PLC一直跟隨著工業(yè)的需求變化，使得PLC廣泛應(yīng)用，完全適用了工業(yè)上產(chǎn)需求，故應(yīng)用廣泛，功能較為完備。開發(fā)設(shè)計施工速度非?？鞛榱送瓿煽刂祈椖考芭c控制器相連的繼電器必須先按要求進(jìn)行電源設(shè)計，再進(jìn)行安裝接線設(shè)計，使之成為繼電器（柜）的屏進(jìn)行組裝。這些都是后來不便改動的地方。PLC控制是由軟件進(jìn)行管理的，線路十分簡單。PLC控制通過軟件管理，電路非常簡單，存儲方式簡單，作為一個產(chǎn)品，它取決于功能（輸入/輸出）點，內(nèi)存大?。┑?。您可以在PLC到達(dá)之前做很多具體的工作來啟動程序，減少設(shè)計并讓您同時工作和構(gòu)建。用執(zhí)行導(dǎo)線導(dǎo)通、安裝和使用功能的軟件代替硬導(dǎo)線，大大減少了施工時間，縮短了施工時間。體積小，維護(hù)方便PLC尺寸小、重量輕、安裝方便。PLC的輸入，輸出系統(tǒng)可以直觀的反應(yīng)出設(shè)備在運(yùn)行時的多種狀態(tài)，還可以通過HMI把工藝的數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，通過設(shè)備的特殊寄存器，記錄每個工藝的狀態(tài)和值，同時也會自檢設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計人員會充分考慮到現(xiàn)場工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡單、使用方便的特點。因此，在實際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場情況對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語言編寫。階梯圖就像一個電路的示意圖。這種編程語言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計算機(jī)技能或語言。系統(tǒng)的好壞，是自動設(shè)備智能程度的一個重要指標(biāo)。它必須符合下列條件：(1)便于維護(hù)線路，線路應(yīng)清晰整齊，電氣部件應(yīng)選用恰當(dāng)電氣控制室應(yīng)布置合理。(2)設(shè)計PLC的編程和操作接口，使PLC的編程功能完備，結(jié)構(gòu)簡單，；根據(jù)PLC的控制編程，采用了一種易于操作員理解和使用的接口。(3)具有良好的控制功能，運(yùn)行特性，并可選擇兩種洗車模式，即手動模式，自動模式REF_Ref136193277\r\h[13]。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計智能洗車機(jī)設(shè)計關(guān)鍵在于實現(xiàn)洗車過程中各電機(jī)同步運(yùn)行的邏輯控制，以確保洗車的干凈程度，這種邏輯控制需要通過高科技的傳感器和先進(jìn)的控制算法來實現(xiàn)，以便在洗車過程中自動檢測水位、烘干機(jī)機(jī)烘干溫度和沖洗時間的參數(shù)。智能洗車機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的一部分。在洗車的整個過程中，我們需要通過按下啟動按鈕來啟動電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動動力。在一段時間后，步進(jìn)電機(jī)將驅(qū)動執(zhí)行動作。而在整個洗車的過程中，運(yùn)行電機(jī)驅(qū)東傳送帶帶動汽車來進(jìn)行，一次沖洗，噴灑泡沫，進(jìn)行二次沖洗，烘干一系列動作為了讓這一過程更為智能、經(jīng)濟(jì)、可靠和優(yōu)化，我們使用PLC編程來管理多個電機(jī)的啟動工作順序。通過編程，我們能夠?qū)崿F(xiàn)自動化使整個過程更加流暢、迅速。這不僅提高了沖洗汽車的效率，還縮短了洗車時間。同時，PLC編程還能夠?qū)崿F(xiàn)對整個過程的監(jiān)控和管理，保證洗車過程的安全和可靠性。在未來的發(fā)展中，智能洗車機(jī)會成為汽車行業(yè)的重要設(shè)備，提高洗車行業(yè)的效率和服務(wù)質(zhì)量。2.3相關(guān)技術(shù)概述2.3.1可編程序邏輯控制器介紹可編程程序控制器(ProgrammableLogicController)是我國俗稱PLC控制器之一，IEEC可編程控制器于一九九五年作了詳細(xì)的介紹與解釋:PLC是一種數(shù)字操作電子系統(tǒng)與環(huán)境，它被設(shè)計用于工業(yè)與惡劣環(huán)境中。汽車使用一段時間后，由于溫度過高或濕度過大造成漆膜受損，此時可采用蒸汽洗車的方法來進(jìn)行修復(fù)。利用編程邏輯存儲器，可實現(xiàn)順序控制、邏輯運(yùn)算、定時計數(shù)、高速計數(shù)等操作，同時支持?jǐn)?shù)字和模擬輸入輸出，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，對工藝過程進(jìn)行調(diào)控?？删幊谈鞣N擴(kuò)展模塊和傳感器能有機(jī)的組合到一起。雖然各個廠家的PLC在指令上有所不同，在實在邏輯和編程思想上會非常相似。PLC的特點隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)上對于PLC的需求也在日益提升?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)紛繁復(fù)雜，他們要控制求之亦異。PLC適用于工業(yè)中控制需求，使工業(yè)控制在功能上更穩(wěn)定和便捷。PLC一經(jīng)提出，便得到了項目的普遍認(rèn)可技術(shù)人員歡迎。強(qiáng)大的干擾保護(hù)和高可靠性。微型計算機(jī)功能強(qiáng)大，但是其預(yù)防干擾的能力差。電磁干擾，功率波動，機(jī)械振動及工業(yè)溫度，濕度變化等均可使微型計算機(jī)失靈了。它能提供強(qiáng)大的邏輯功能及可靠性高的接口。PLC汲取了制造商在電子電路、機(jī)械結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)方面積累的長期工業(yè)管理經(jīng)驗，從而形成了一套高效的生產(chǎn)流程。外圍器件均采用高性能的集成芯片。該電路采用大型和超大型集成電路作為主模塊，同時I/O系統(tǒng)作為通道保護(hù)和信號生成的完整電路；在設(shè)計過程中，必須全面考慮其對高溫環(huán)境、潮濕環(huán)境和灰塵的抵抗能力等。存在針對障礙物的問題，例如絕緣、屏蔽、過濾和接地。該軟件包括防止干擾和故障排除的措施，例如硬件和數(shù)字濾波。PLC故障的平均間隔時間通常為數(shù)萬小時或更長，這是典型的微型計算機(jī)無法比擬的。在市場上，PLC和外部設(shè)備的種類繁多，它們的各種部件可以靈活地組合成各種大小和要求的控制系統(tǒng)。就PLC控制系統(tǒng)而言，只要把適當(dāng)?shù)妮斎?輸出信號線與PLC端子相連即可，而無需電子傳輸和其他物理設(shè)備，也無需很多繁雜的電線線路。如需改變控制系統(tǒng)功能時，可利用編程器對程序進(jìn)行線上線下修改。其采用不同PLC設(shè)備實現(xiàn)不同控制，但是I/O組件及應(yīng)用軟件各不相同。PLC的輸入輸出可以直接大電流AC220V或者DC24V,具有很強(qiáng)的負(fù)載能力。REF_Ref15084\r\h[3]PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計人員會充分考慮到現(xiàn)場工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡單、使用方便的特點。因此，在實際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場情況對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語言編寫。階梯圖就像一個電路的示意圖。這種編程語言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計算機(jī)技能或語言。表2.1PLC的分類類型特點小型PLC小型PLCI/O點數(shù)在128點以下，如西門子S7-200SMARTPLC。中型PLC中型PC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點數(shù)一般在256-1024點之間大型PLC一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC，如西門子S7-400PLC2.3.2PLC控制系統(tǒng)PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計人員會充分考慮到現(xiàn)場工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡單、使用方便的特點。因此，在實際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場情況對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語言編寫。階梯圖就像一個電路的示意圖。這種編程語言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計算機(jī)技能或語言。用戶可以根據(jù)自己的需求和預(yù)算選擇合適的PLC產(chǎn)品，以實現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)和更可靠的生產(chǎn)控制。除了控制功能外，PLC還擁有易于學(xué)習(xí)的編程語言和用戶友好的操作界面，使得用戶可以快速掌握使用和維護(hù)技能。而且，PLC的低功耗特性可以幫助用戶降低能源消耗和成本，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，PLC還自帶檢測故障的功能，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，它會及時發(fā)出報警信號，提醒操作人員處理問題。PLC產(chǎn)品系列涵蓋了從小型控制器到大型工業(yè)控制系統(tǒng)的所有類型，能夠滿足不同場合的控制需求。因此PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖2.1所示.圖2.1PLC控制系統(tǒng)2.3.3PLC選型PLC控制方案分析：PLC控制具有的優(yōu)點：1.控制能力強(qiáng)，工作可靠2.能夠適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境3.系統(tǒng)穩(wěn)定性高，能夠長期運(yùn)行，更適合洗車機(jī)4.擴(kuò)展能力強(qiáng)，適合洗車機(jī)需要經(jīng)常進(jìn)行更新?lián)Q代的需求5.編程簡單，所以開發(fā)周期短，提高了程序開發(fā)的效率PLC。可編程序控制器在我國的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。所以整個的設(shè)計更加標(biāo)準(zhǔn)化，考慮PLC使用過程可能操作人員距離較遠(yuǎn)，還具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，綜合性來看功能性更強(qiáng)，可靠性也越高，為了滿足系統(tǒng)需求，提供以下兩種方案：方案一：西門子S7-200S7-200運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡單方便，價格便宜，但I(xiàn)/O點數(shù)比較有限，有時候感覺太少了點。同時適用于中小型場合，對運(yùn)算精度不苛刻的場合。方案二：西門子S7-1200S7-1200控制器是西門子新推出產(chǎn)品的核心，可實現(xiàn)簡單卻高度精確的自動化任務(wù)?？刂破鲗崿F(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計，功能強(qiáng)大、投資安全并且完全適合各種應(yīng)用。根據(jù)系統(tǒng)所需要的要求，本次選西門子S7-1200作為電氣控制核心。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)設(shè)計3.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計本文介紹的是一種智能洗車設(shè)備，這個設(shè)計是針對基于PLC的智能洗車機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的問題做研究。智能洗車機(jī)的設(shè)計重點是實現(xiàn)洗車過程中各電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時序邏輯控制，在汽車進(jìn)行的過程中，在洗車的過程中首先按下啟動按鈕，此時步進(jìn)電機(jī)開始運(yùn)作并驅(qū)動汽車進(jìn)行前進(jìn)，緊接著開始第一次沖洗，經(jīng)過固定時間后，由傳送帶帶著汽車進(jìn)行到下一步驟，泡沫噴灑機(jī)，對汽車表面進(jìn)行噴灑泡沫，噴灑完成之后，進(jìn)入到下一階段，擦洗滾輪機(jī)會對汽車表面進(jìn)行擦洗，再過一段時間后，進(jìn)行二次沖洗，沖洗完成之后，會對汽車進(jìn)行一個步驟進(jìn)行烘干處理。通過模塊化的編程理念，對沖洗模塊，烘干模塊的各個執(zhí)行器進(jìn)行了控制。以經(jīng)典車型轎桑塔納為例，成功地實現(xiàn)了該設(shè)備的編程和運(yùn)行.總之，該智能洗車機(jī)的開發(fā)有著廣闊的應(yīng)用前景，可以為汽車帶來更高效率和更高質(zhì)量的洗車服務(wù)。實現(xiàn)的功能如下：1.洗車時，按下啟動按鈕，開始啟動。2.汽車進(jìn)行一次沖洗。3.噴灑機(jī)噴灑泡沫。4.擦洗滾輪機(jī)擦洗汽車。5.二次沖洗。6.烘干。7.洗車完成之后，完成整個智能洗車過程。3.1.2PLC控制器設(shè)計PLC的控制部分選用了西門子電氣公司推出的FP0系列可編程控制器。采用西門子FP0系列可編程邏輯控制器，具有2個可輸出10KHZ信號的能力。通常情況下，步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行要經(jīng)歷加速，高速，減速，低速直到靜止的過程。該可編程控制器的主要特點如下：1)高速處理單元：每條基礎(chǔ)命令僅用0.9微秒完成，采用脈沖捕獲與中斷方式，保證了系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。2)易于安裝：不管是插頭或插頭，只需將插頭部件移位，就可以進(jìn)行簡易的配線。3)易于管理：該軟件即使在執(zhí)行期間也可以對該軟件進(jìn)行更改。4)控制：具有兩個脈沖的輸出，可以獨(dú)立的定位，而且不會相互影響，具有雙通道、兩相位、兩個速度快的計數(shù)器。5)維修方便：這是因為可編程控制器工作可靠，出現(xiàn)故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。該P(yáng)LC控制器可以在PLC的編程下，完成對步進(jìn)電動機(jī)的控制，使其能夠完成比較復(fù)雜的定位，并且具有時間序列的控制等作用REF_Ref136193468\r\h[15]。3.1.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動電路設(shè)計步進(jìn)電機(jī)的輸入電壓為12V~24V，其作用是帶動傳送帶工作，控制智能洗車機(jī)運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)是一種能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動的電機(jī)，它能夠?qū)?2V~24V的輸入電壓轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來帶動傳送帶工作，從而控制智能洗車機(jī)的運(yùn)行。由于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度可以精確控制，因此它在很多需要精細(xì)控制的場合得到了廣泛應(yīng)用。無論在洗車行業(yè)還是工業(yè)生產(chǎn)中，步進(jìn)電機(jī)始終發(fā)揮著重要的作用，為我們的生活和工作帶來了便利。在智能洗車系統(tǒng)的應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以控制傳送帶的運(yùn)動，使得汽車能夠均勻地勻速前進(jìn)產(chǎn)生效果。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電動機(jī)把電脈沖信號變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的微特電機(jī)。在自動控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖信號，步進(jìn)電動機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)多用于步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電源由變頻脈沖信號源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動電源向電機(jī)繞組提供脈沖電流。步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動電源間的良好配合。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點是沒有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡單。2）信號輸入部：FP0主機(jī)為其提供了信號源.FP0是24V電壓，5V電壓是在FP0的輸入端加上一個保護(hù)線路，而在FP0的輸入端則是一個5V電壓的輸入端。其中，傳動回路主要用于帶動步進(jìn)電動機(jī)在橫桿及垂直桿件上的運(yùn)動。REF_Ref10954\r\h[2]3.1.4電源模塊設(shè)計電源模塊的性能參數(shù)如下：輸入交流電壓：110V~220V/50HZ、60HZ；輸出直流電壓：24V/6.5A；最大功率：400W。3.2硬件連線設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的要求，主要是在系統(tǒng)啟動后，能夠確保系統(tǒng)處于一組良好的初始條件下運(yùn)行。除此之外，還需要進(jìn)行附近人員的檢測，以確保系統(tǒng)運(yùn)行期間不會產(chǎn)生任何潛在的風(fēng)險或安全問題。這個過程需要嚴(yán)格遵循特定的操作和流程，以保證能夠有效地應(yīng)對任何可能出現(xiàn)的不良情況，并及時采取措施進(jìn)行處理和糾正。3.3I/O端口分配PLCI/O分配表實現(xiàn)了手動自動切換開關(guān)，從而實現(xiàn)了洗車系統(tǒng)工作方式的智能選擇。通過分析自動洗車模式和手動模式之間的區(qū)別，保證各模塊的合理搭配與使用。當(dāng)I/O分配表中包含PLC控制時，PLC會對輸入信號進(jìn)行檢測，并對輸出設(shè)備電機(jī)、電磁閥以及報警指示信號進(jìn)行控制。結(jié)合具體實例對其應(yīng)用進(jìn)行了說明。當(dāng)采用自動工作模式時，系統(tǒng)會自動探測到車輛的位置、車型等信息，并運(yùn)用預(yù)設(shè)的控制流程，實現(xiàn)智能化的洗車操作，洗車時間可設(shè)定，且默認(rèn)時間內(nèi)完成。當(dāng)需要改變洗車模式時，則通過手動或自動控制兩種方式來進(jìn)行操作。因此PLC的I/O地址分配如表3.1。表3.1I/O地址分配表分配表輸入信號輸出信號手動/自動選擇I0.0沖洗運(yùn)行Q0.0沖洗手動啟動I0.1泡沫機(jī)運(yùn)行Q0.1沖洗手動停止I0.2滾輪擦洗機(jī)運(yùn)行Q0.2泡沫機(jī)主動啟動I0.3烘干機(jī)運(yùn)行Q0.3泡沫機(jī)主動停止I0.4傳送帶運(yùn)行Q0.4滾輪擦洗機(jī)手動啟動I0.5滾輪擦洗機(jī)手動停止I0.6烘干機(jī)手動啟動I0.7烘干機(jī)手動停止I1.0傳送帶正傳運(yùn)行I1.1傳送帶反轉(zhuǎn)運(yùn)行I1.13.4PLC的輸入輸出端接線圖S7-1200型號。它可以根據(jù)輸入端子形成回路，輸出端子形成連接回路，實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的全面控制。無論是在工業(yè)自動化、生產(chǎn)控制還是其他方面，可編程控制器都扮演著重要的角色，為人們的生產(chǎn)和生活帶來便捷和效益。接線圖如圖3-1所示。圖3.1PLC硬件設(shè)備輸入輸出接線圖PLC硬件接線圖，就是將PLC的輸入端輸出端與控制系統(tǒng)中的按鈕、開關(guān)、指示燈以及其它輸入端、輸出端設(shè)備連線圖畫出來。與其它控制電路圖一樣，只不過PLC作為其中的一器件而已。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計與調(diào)試4.1TIAPORTAL介紹博圖是西門子重新定義自動化概念、平臺及標(biāo)準(zhǔn)的自動化工具，也稱為TIAPortal，分為Step7和WinCC兩部分。它能實現(xiàn)演示和數(shù)據(jù)模擬，同時模擬人機(jī)與PLC程序通訊，達(dá)到更顯著的演示效果。在編程方面，全符號式的使用降低了復(fù)雜度，計算機(jī)功能框作為編程語言代替了復(fù)雜的計算方法，增加了間接尋址方式和后臺轉(zhuǎn)換機(jī)制，簡化了編程工作量。本系統(tǒng)采用了TIAPortalV15.1進(jìn)行制作和仿真，如圖4.1、4.2所示。圖4.1博圖程序圖標(biāo)圖4.2Step7起始界面

4.2軟件主流程圖使用PLC、SQL和LAD編程語言。這兩種語言的使用提高了智能過程的運(yùn)行效率。除了使用STEP軟件的PID控制模塊外，它還可以穩(wěn)定溫度。PID達(dá)到自動設(shè)置。在自動模式下，數(shù)據(jù)由PLC監(jiān)控，輸出由PID控制。過程中指定的過程值是一個常數(shù)值因此，本項目采用了基于PLC技術(shù)的智能洗車機(jī)，按下啟動按鈕后，首先進(jìn)行汽車的沖洗，第一次沖洗完成，達(dá)到下一位置進(jìn)行泡沫噴灑，噴灑完成后由擦洗滾輪進(jìn)行擦洗汽車表面，擦洗完成后進(jìn)行二次沖洗，最后由烘干機(jī)烘干。HIMIPLC二次沖洗HIMIPLC二次沖洗滾輪擦洗噴灑泡沫執(zhí)行電動機(jī)烘干一次沖洗圖4.3軟件程序設(shè)計4.3程序設(shè)計TIA博途作為未來的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"軟件工程\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"組態(tài)包的基本可對西門子\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"全集成自動化中所涉及的所有自動化和驅(qū)動產(chǎn)品進(jìn)行組態(tài)、編程和調(diào)試。，自動化控制軟件軟件以及用于西門子人機(jī)界面和過程可視化應(yīng)用的程序。作為\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"西門子所有軟件工程組態(tài)包的一個集成組件，TIA博途在所有組態(tài)界面間提供全部人可以分享的服務(wù)，向用戶提供統(tǒng)一的導(dǎo)航并確保系統(tǒng)操作的一致性。例如，\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"自動化系統(tǒng)中的所有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)可在一個共享編輯器內(nèi)進(jìn)行組態(tài)。在此\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"共享軟件平臺中，項目導(dǎo)航、庫概念、\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)管理、項目存儲、診斷和在線功能等作為\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"標(biāo)準(zhǔn)配置提供給用戶。統(tǒng)一的軟件\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"開發(fā)環(huán)境由\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"可編程控制器、人機(jī)界面和\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"驅(qū)動裝置組成，有利于提高整個自動化項目的效率。此外，TIA博途在\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"控制參數(shù)、程序塊、變量等數(shù)據(jù)管理方面，所有數(shù)據(jù)只需要進(jìn)行一次輸入，大大縮短了了自動化項目的軟件工程組態(tài)時間，降低了時間成本。TIA博途的設(shè)計基于面向?qū)ο蠛图袛?shù)據(jù)管理，可以發(fā)現(xiàn)\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)輸入錯誤，實現(xiàn)了無縫銜接，幫助\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)實現(xiàn)一致性。使用\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"項目范圍的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"交叉索引系統(tǒng)，用戶可在整個可視化項目內(nèi)輕松查找數(shù)據(jù)和程序塊，極大地縮短了軟件項目的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"診斷故障和調(diào)試的時間。編程語言的作用如下：（1）繼電器邏輯控制技術(shù)；（2）符合電氣工作原理，功能直觀、一致；（3）根據(jù)原有的繼電器邏輯控制技術(shù)，電氣工程師易于學(xué)習(xí)。第5章智能洗車機(jī)的仿真與調(diào)試5.1系統(tǒng)仿真本設(shè)計需要使用博圖組態(tài)軟件，運(yùn)行過程如下在洗車的時候，我們可以將它分為手動模式和自動模式兩種。當(dāng)采用手動方式時，所有的洗車步驟手工進(jìn)行的。首先按下屏幕的手動啟動按鈕，通過手動移動傳送帶操作運(yùn)行到指定位置，啟動沖洗水泵對汽車進(jìn)行一次沖洗，沖洗完成后進(jìn)入到泡沫機(jī)噴灑泡沫，噴灑完成后按下擦洗滾輪電機(jī)啟動按鈕進(jìn)行汽車表面擦洗，清洗完成后按下沖洗水泵按鈕進(jìn)行二次沖洗，最后一步啟動烘干機(jī)進(jìn)行烘干。自動控制按下開始按鈕，第一步汽車運(yùn)行到?jīng)_洗區(qū)，進(jìn)行車輛的沖洗20S，第二步運(yùn)行到打泡沫區(qū)，進(jìn)行10S的泡沫噴灑，第三步汽車運(yùn)行到擦洗區(qū)，使用滾輪對汽車進(jìn)行清洗，滾輪清洗時長為15S，第四步運(yùn)行到?jīng)_洗區(qū)，進(jìn)行15S的清洗，第四步，運(yùn)行到烘干區(qū)，烘干機(jī)機(jī)對汽車進(jìn)行烘干，烘干時間為25S.這是整個自動模式。如過汽車在運(yùn)行途中系統(tǒng)出現(xiàn)問題，我們可以按下緊急停止，使用手動功能對系統(tǒng)進(jìn)行手動操作。仿真操作流程如下：按下啟動按鈕，啟動智能洗車機(jī)系統(tǒng)。圖5.1所示，此時電機(jī)開始工作。設(shè)定一次沖洗二次沖洗，烘干，擦洗滾輪機(jī)時間設(shè)定。圖5.2所示。（3）經(jīng)過一段時間的清洗，繼續(xù)烘干直至預(yù)定烘干時間結(jié)束。如圖5.3所示。如過在清洗過程中出現(xiàn)問題，報警系統(tǒng)將會彈出并啟動急停停止。如圖5.4為例子。圖5.1系統(tǒng)啟動畫面圖5.2清洗時間設(shè)定圖5.3流程結(jié)束 圖5.4緊急停止啟動5.2出現(xiàn)的問題并解決面板在未出現(xiàn)任何錯誤提示的情況下，點擊仿真圖標(biāo)后，項目畫面并未呈現(xiàn)出正常的狀態(tài)主要原因在于，該計劃存在缺陷，同時在軟件組態(tài)界面上關(guān)閉了“輸出窗口”，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行”。為了糾正組態(tài)錯誤，我們需要在菜單欄中進(jìn)行選擇，并在視圖中進(jìn)行輸出，最終進(jìn)行編譯項目的檢查。在精智面板項目點擊仿真時，我們會選擇一個灰色的按鈕。主要原因:安裝TIAPortalWinCC時,未勾選Simulation(SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced)選項.主要原因:安裝TIAPortalWinCC時,未勾選Simulation(SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced)選項.解決方法：重新打開TIAPortalWinCC安裝包，選擇“修改/升級”補(bǔ)充安裝Simulation（SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced）選項主要原因：正常運(yùn)行了一段時間后發(fā)現(xiàn)外部的電路元器件出現(xiàn)故障，整個的PLC控制系統(tǒng)停止工作。解決方法：這是因為PLC的輸出端子帶負(fù)載能力非常的有限，當(dāng)外部連接的負(fù)載超出本身的帶負(fù)載能力，必須外部連接繼電器或接觸器。這里出現(xiàn)器件故障，后來進(jìn)行判斷更換了器件，正常運(yùn)行。即便目標(biāo)速度（模擬量輸入）已趨于穩(wěn)定，但實時速度仍會受到波動的影響，因此伺服驅(qū)動器將直接提供（0%-100%-0-1300）為了解決這一問題，我們必須首先明確程序所面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)和難題。其次需要確定這個數(shù)值的大小，即為設(shè)定的目標(biāo)值。在程序中，必須向報文中注入一個數(shù)字，并檢測其速度是否發(fā)生變化，若數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則表明該數(shù)據(jù)存在接線問題，若不變，則意味著該數(shù)據(jù)存在程序問題。確保波動狀態(tài)不會因超過設(shè)定值而減少或增加，必須設(shè)定一個可接受的范圍，例如在目標(biāo)值的正負(fù)10波動被視為不變的情況下，可以通過程

第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)智能洗車機(jī)系統(tǒng)是當(dāng)前大規(guī)模洗車服務(wù)服務(wù)的發(fā)展趨勢，可有效地從源頭上緩解洗車服務(wù)人員在用洗車程中工作效率低和成本高的難題。本文通過對當(dāng)前市面上各種智能洗車機(jī)不足之處進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了一種更為完美的適合當(dāng)下流行的洗車方案。通過對有關(guān)的研究，閱讀了大量的資料，并根據(jù)當(dāng)前的市場需要，對智能洗車機(jī)全流程控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究。(2)在電腦上，使用博圖電腦軟件，進(jìn)行了梯形圖的繪制。6.展望目前，智能洗車機(jī)全流程控制系統(tǒng)設(shè)計工作，已獲得了一個階段性的成果。然而，因為我自身的研究水平不足，還有目前階段所面臨的各種資源條件的局限，所以在該研究中，仍有很多可以進(jìn)一步完善和提升的方面：因受時間及財力所限，目前僅限于設(shè)計的前期工作，未對設(shè)計進(jìn)行深入的實物原型構(gòu)建及試驗，以徹底地檢驗設(shè)計的可行性。為此，本設(shè)計將在下一步的工作中，持續(xù)開展系統(tǒng)的測試，并以試驗方法來修正系統(tǒng)的不足之處。本設(shè)計我是基于小型汽車的清洗系統(tǒng)設(shè)計，希望后續(xù)可以做大型車?yán)?卡車，油罐車）的清洗系統(tǒng)的設(shè)計。

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