基于PLC控制的汽车自动清洗装置设计

孙得成 秦向峰 徐学良 倪晓峰 张丹慧

摘 要：近年来，随着汽车行业的飞速发展，使得洗车行业越来越受到人们的关注。然而传统的人工洗车效果非常不理想，我们这里设计的汽车自动清洗机效果是比较理想和实际的，它采用先进的传感器技术，自动对需要服务的汽车进行清洗，清洗完毕自动停止刷洗，从真正意义上实现了洗车的自动化控制。

关键词：PLC；传感器；自动化；汽车清洗装置；控制

1 绪论

随着科技、经济的迅速发展，汽车已成为人们日常生活中不可缺少的重要的交通工具。但是随着经济一体化的进一步加强，汽车在使用过程中也存在一些列的连锁问题，如汽车清洗。目前，国内汽车清洗主业主要体现在对汽车外部的清洗。具体主要表现在使用人工清洗、单相流高压水枪以及单一介质的清洗，这种边刷边洗的方法虽然可以把汽车的外部洗的很干净，但是对于汽车地盘却无法达到彻底清洗的目的。而且，传统的清洗方法存在很大的弊端如劳动强大、工作效率特别低，同时造成水资源的浪费，随着发展需求和效率意识的提高，目前国内的传统的洗车已经满足不了发展迅速的洗车行业的需求。

基于对洗车方式创造性、突破性的改进，同时为满足大型洗车厂的需要、投资成本低以及节能环保等特点，就需要尽可能的采用先进的传感技术，通过编程实现功能的PLC控制系统，自动完成对所需服务汽车的清洗，改善上述存在的缺点。

2 系统设计

2.1 设计目的和原则

设计目的：通过对汽车清洗装置的一系列研究，同时主要针对传统的人工清洗过程中存在的众多缺点如清洗效率低下、清洁程度不高、大量浪费水资源等问题，本项目着重是对汽车自动清洗装置PLC控制线路进行设计。

设计原则：高可靠性、经济实用、方便维护、低能耗高效率等。

2.2 系统组成

PLC是主要服务于工业生产的控制系统，是在继电-接触器控制和计算机技术基础上，逐渐发展成以微处理器为核心的工业自动控制通用设备，所以 PLC 与控制的对象接口能力较强。从根本上来说，其性能和组成结构具有处理器的特点：作为控制核心的CPU，基于系统程序的规则下运行。通过I/O 部件实现了CPU与控制要素的连接。起基本组成包括 CPU 及其存储硬件、输入/ 出、电源、接口等单元等。

2.3 系统硬件设计

设计的线路主要满足以下任务：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。

2.4 软件设计

本设计采用三菱FX2N 系列PLC进行设计工作。

针对以上的设计要求，装置应设有输入信号：启动按钮、停止按钮和检测器输入，相应的输出信号：水阀门、刷子接触器、清洗机接触器、启动指示灯、停止指示灯和刷洗前指示灯。I/O 分配为：启动按钮、停止按钮和检测器输入对应的代号和输入/输出标号分别为SB1，X0；SB2，X1；ST，X2；水阀门、刷子接触器、清洗机接触器、启动指示灯、停止指示灯和刷洗前指示灯对应的代号和输入/输出标号分别为YV，Y0；KM1，Y1；KM2，Y2；HL1，Y3；HL2，Y4；HL3，Y5。

2.5 PLC 程序说明

程序启动后，起表示程序成功待运行作用的启动指示灯HL1亮起，表示程序等待启动按钮的启动命令。当操作启动按钮 SB1时，启动按钮输入点X0接通，水阀门输出点Y0 和 刷子接触器输出点Y1 接通。当目标汽车进入指定区域时，信号检测器ST 发出命令，此时检测器输入点X2 接通，刷洗前指示灯 HL3亮起。当目标汽车驶离指定区域时，信号检测器ST 发出命令，检测器输入点 X2 断开，停止指示灯亮起，各部分停止工作。

3 解决的关键问题

在充分考虑市场情况和资源环境日益趋紧的形势之下，我们考虑到基于PCL控制系统下方便简单，高效率，低能耗的操作特点，因此设计了一套基于PLC的汽车自动清洗装置的控制系统。由此，本装置主要解决的关键问题是最大限度的提高单位用水量，减少用人成本，在降低劳动强度及提高工作效率的情况下，能够在短时间内合理利用资源对汽车进行自动清洗以及刷洗功能。另外，通过对装置的结构优化等设计，充分考虑了车体外形的重点和难易程度，在提高清洗效率的同时还提高了干净程度。我们有理由相信能够满足于国内洗车行业的需求以及带来理想的社会收益。

4 结论

本文主要根据汽车自动清洗装置的要求，对基于PLC的控制系统进行了设计，此系统根据检测的汽车位置，一旦汽车进入清洗位置，清洗机会自动对汽车进行清洗，清洗結束会自动关闭，实现洗车的自动化控制。

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