基于PLC自動洗車控制系統設計

孫莉 銀帥 趙祖玉

摘要：以 PLC 來實現汽車洗車的自動控制，通過對自動洗車機的功能需求分析，提出自動洗車機的系統方案，包括位置檢測模塊、驅動模塊、清洗控制模塊。對洗車控制系統進行了軟、硬件設計，實現了洗車控制系統的控制的功能，通過實驗證明該方法設計的系統簡單、經濟實用、運行可靠，具有很高的實用價值。

關鍵詞：PLC;位置檢測;自動洗車

汽車行業隨著現代科技技術的發展有了質的飛躍，隨著社會快速發展，汽車數量在不斷增加，洗車是汽車養護的一部分，越來越多的人開始重視洗車。傳統的人工洗車需要耗費大量的人力資源，而且存在水資源浪費、洗車效率低等不足。國內現有基于步進電機驅動的自動洗車機的噴桿會出現抖動或卡頓現象[1]。為此，本文提出基于 PLC 的自動洗車機控制系統，以期提高自動洗車機的性能。

1.????? 自動洗車機的控制要求

要實現自動洗車功能，首先要求自動洗車機能夠檢測到車輛駛入，通過相關傳感器的檢測以滿足控制要求。其次要求噴桿能夠自動繞不同的車身旋轉一周并保持恒定的距離，在旋轉的過程中依次噴灑水花、清洗液、養護水蠟，從而完成洗車功能。在噴桿上安裝測距傳感器配合相關電機工作，通過所測距離與設定距離比較，控制相關電機正反轉，從而達到噴桿繞車身旋轉且保持一定距離的要求。另外，要求噴桿可以穩定地繞車身旋轉，要求電機可穩定運行，使電機可靠穩定運行，達到控制要求。最后，要求系統可以對故障進行積極的處理，當發生故障，系統可檢測某個信號異常，通過相應的指令執行或提醒人為處理，從而達到消除故障的目的[2]。在控制要求提出后，為滿足系統要求，實現相應功能，對整個系統進行設計，得出系統方案。

2.????? 設計

2.1?? 自動洗車機的系統構成

自動洗車機的系統以PLC 作為主控制器，分別與超聲波測距傳感器、光電開關、電動機、單相異步電機、限位開關、電磁閥、空壓機、水泵電機、道閘電機、觸摸屏、信號燈連接，構成位置檢測模塊、驅動模塊、清洗控制模塊、顯示操作模塊、收費管理模塊以及通信模塊等組成。

2.2?? 清洗控制模塊的硬件設計

自動洗車機的清洗控制模塊主要由限位開關、底噴開關、單相異步電機、電磁閥、空壓電機和水泵電機構成。通過各個器件的配合工作，驅動噴桿繞車身旋轉完成自動洗車功能。

2.3?? 清洗控制模塊與PLC 的接線原理圖

清洗控制模塊中限位開關、底噴開關、單相異步電機、電磁閥、空壓電機和水泵電機與 PLC 的接線原理圖（如圖1所示），通過 L、N 端口為 PLC 提供工作電壓，限位開關為 PLC 提供數字量的輸入信號，通過 +24V 端子給各個限位開關供電，然后分別通過數字量輸入端口 X3、X4、X5、X6、X7、X10、X13、X14相連形成閉合回路，實現數字量輸入功能。數字量輸出點Y6、Y7、Y10、Y11為電磁閥和底噴開關提供數字量信號，電磁閥和底噴開關通過與公共點 C 連接，形成閉合回路，公共點 C 連接 +24V 端子，當數字量輸出點輸出低電平的時候，回路導通，電磁閥和底噴開關被打開，當數字量輸出點輸出高電平的時候，回路不導通，電磁閥和底噴開關被關閉。繼電器內部相當于開關，回路導通時，線圈得電產生磁場，開關閉合，回路不導通時，開關斷開。給繼電器提供 AC220V 電壓，當數字量端口輸出低電平，回路閉合，繼電器內部開關閉合。水泵電機、空氣壓縮機和單相異步電機獲得220V 電壓，開始工作。

2.4?? 軟件設計

主程序流程圖依次執行位置檢測程序、預清洗定位控制程序、噴灑清洗液定位控制程序、強力清洗定位控制程序、噴灑水蠟定位控制程序、強力風干定位控制程序，在執行的每個定位控制程序的開始，通過清洗控制程序打開相應的器件開關，然后繞車身旋轉一周，完成一個洗車流程[3]。顯示程序在整個洗車流程中通過紅、黃、綠三色的燈來顯示自動洗車機的工作狀態。通信處理程序和清洗控制程序在整個洗車過程中依次完成指令數據傳遞和控制相關驅動器件開閉的功能，順利完成洗車過程。

位置檢測模塊的軟件編程截圖（如圖2所示），M1002是特殊輔助繼電器，啟始正向脈沖，在 RUN 瞬間產生正向脈沖。當開始 RUN 狀態時， M1002產生高電平，執行 ZRST 命令，對步進點 S0-S100進行復位，為后面驅動程序做準備。

3.????? 結論

本文詳細介紹了洗車控制系統的 PLC 軟硬件設計，自動洗車按照設計的程序控制全過程的操作，具有體積小、成本低、穩定性好，可以避免人工操作引起的人身、設備事故，安全可靠。研究的自動洗車控制系統系統簡單、經濟實用、運行可靠，具有很高的實用價值。

參考文獻：

[1]??? 楊雙義.自動洗車機控制系統的設計[J].內燃機與配件，2019（14）：233-234.

[2]??? 滕俊杰.基于 PLC 控制的汽車自動清洗機[J].電聲技術，2019，43（03）：60-62.

[3]??? 李月蘭.基于 PLC 全自動隧道洗車機控制系統的設計[J].自動化應用，2017（12）：169-171.