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基于PLC的自动洗车控制系统设计 摘 要：采用西门子公司的S7-200系列PLC为控制器，设计了自动洗车控制系统。该系统具有手动和自动运行两种工作模式。汽车到达指定位置后，对汽车进行清洗、刷洗、冲洗和风干等操作。实现洗车的自动控制。该系统操作方便，定位准确，提高了洗车的效率。 关键词：自动洗车；S7-200 PLC；光电传感器 随着整个社会的生活水平不断提高，汽车已经逐渐走进千家万户，汽车的数量不断增加。随着汽车相关服务行业的与日俱增，洗车行业悄然兴起。但是现在市面上的洗车方式大多还是以人力为主，人工对汽车进行涂抹泡沫、擦洗，然后利用高压水泵进行冲洗，再在自然条件下风干。这种洗车方式存在着许多缺点，如洗车过程长、投入的劳动力大等。本设计采用S7-200系列PLC为控制器，以电磁阀、电动机为执行器，实现洗车过程的自动化。该系统清洗速度快、成本低，而且节约水资源，符合当代建设节约型社会的时代需要[1]。 1 自动洗车系统 1.1 自动洗车系统结构 自动洗车系统主要由检测机构、清洗机构和风干机构三部分构成，其结构图如图1所示。 图1 自动洗车系统结构图 1.1.1 检测机构 检测机构的任务是检测小车是否到达指定位置，由红外传感器组成。该传感器不与物体直接接触，当检测到小车到达指定位置时，迅速将信号传出，灵敏度高，反应快。 1.1.2 清洗机构 清洗机构主要由蓄水箱、清洁剂罐、洗涤刷、电磁阀和直流电机等组成。 水和清洁剂的喷洒由直流电磁阀控制。直流电磁阀由金属材料制成，通电时电磁线圈产生磁力动作（提起关闭件），打开阀门，断电时，电磁力消失阀门关闭。直流电磁阀可工作在真空、负压下，实现水流的自动通断要求。 喷头和洗涤刷的全方位移动，以直流电动机作为动力部分，主要是为了对车身进行全面清洁，直流电动机结构密封，保护性能好。电机定子、转子上的多相绕组采用永磁材料，其特点是性能稳定、维护方便和易于安装[2]。 1.1.3 风干机构 风干机构由带叶片的直流电机组成，当对小车完成清洗后，风干机构开始工作，直流电动机带动叶片转动，使车身快速风干，避免自然风干时，空气中的粉尘遇水使车身变脏。 1.2 自动洗车系统工作过程 自动洗车系统要完成对小车的清洗、刷洗和风干等任务，具体工作过程如下： （1）等待状态 检测机构没有检测到小车到达指定位置，此时所有阀门关闭，所有电机停止运行，洗车状态指示灯熄灭。 （2）工作状态 当检测机构的光电传感器检测到小车到达指定位置后，洗车状态指示灯点亮，接下来按以下过程进行。 ① 清洗 打开电磁阀MB1，启动电机MA1，电机带动喷头1喷洒清水，清洗小车表面，前后喷洒一遍后，关闭电磁阀MB1，停止电机MA1。 ② 喷洒清洁剂 打开电磁阀MB2，启动电机MA2，电机带动喷头2喷洒清洁剂，前后喷洒一遍后，关闭电磁阀MB2，停止电机MA2。 ③ 洗涤 打开洗涤刷电机MA3，同时洗涤刷前后移电机MA4、洗涤刷左右移电机MA5配合实现洗涤刷前后左右移动，完成对小车的全面洗刷，洗刷次数为2次。 ④ 冲洗 打开电磁阀MB1，启动电机MA1，与洗涤刷电机MA3、洗涤刷前后移电机MA4、洗涤刷左右移电机MA5配合进行小车表面清洁剂的冲洗，冲洗次数为3次。冲洗完成后，关闭电磁阀MB1，停止电动机MA1、MA3、MA4和MA5。 ⑤ 风干 打开风扇电机MA6，对小车进行风干，2min后关闭电机MA6，洗车完毕，洗车状态指示灯熄灭，小车可以驶离指定位置。 自动洗车过程中，如遇特殊情况可按停止按钮使系统停止工作。 2 自动洗车控制系统的硬件设计 2.1 系统控制任务分析 为了使系统操作更加灵活，需设计两种工作模式，即手动运行模式和自动运行模式。该控制系统工作模式如下： （1）手动运行模式 选择手动运行模式后，按下“启动”按钮，系统即进入预工作状态，按下各单步操作按钮，控制系统实现相应的功能，当按下“停止”按钮后，整个系统停止运行[3]。 （2）自动运行模式 选择自动运行模式后，按下“启动”按钮，系统进入自动运行状态。当检测机构的光电传感器检测到小车到达指定位置后，洗车状态指示灯点亮，系统自动完成清洗、喷洒清洁剂、洗涤、冲洗和风干等任务，洗车过程完成后，洗车状态指示灯熄灭，下一辆车可以驶入清洗。自动洗车过程中，如遇紧急情况可按停止按钮使系统停止工作[4]。 2.2 PLC选型 2.2.1 PLC的特点 PLC即可编程控制器，是一种进行数字运算的电子系统，专门为工业环境的应用而设计的。它具有较高的抗干扰的能力以及广泛的应用范围。这是其与一般的微处理器主要的区别之一。PLC最初是为了取代继电器控制系统而被研发的。由于其在工业应用上显著的优点，因此，功能不断加强，使PLC的应用领域也不断地扩大和延伸，应用方式也更加丰富[5]。 本系统以PLC为核心控制器