龍門汽車自動清洗機PLC控制系統的設計

王玥琦

1.控制系統I/O點的確定和PLC的選型

1.1控制系統的輸入元件和輸出元件的數量

（1）輸入元件的數量

整個系統共需要5個輸入開關量。分別是：整機的啟動按鈕和停止按鈕各一個，共2個開關量。導軌前端和后端各一個限位開關，共2個開關量。同時若清洗機在洗刷過程中發生故障，還需安裝一個復位開關，使清洗機復位到原點，從而進行排除故障，共1個開關量。

（2）輸出元件的數量

整個系統共需要10個輸出開關量。分別是：整個行走機架的前進、后退需要通過電動機的正反轉來控制，因此需要接觸器2個，即兩個行走電機共需要4個輸出開關量。水泵噴水、噴灑清洗劑的控制需要2個控制閥，共需要2個輸出開關量。刷子刷洗、風干系統的控制，需要2個控制閥，共需要4個開關量輸出量。

1.2 PLC的選型

PLC的選型主要有以下兩點：

（1）PLC容量的選擇，

（2）PLC機型的選擇。

由于生產PLC的廠家眾多，實現的功能雖基本相同，但性能、價格和編程語言卻有較大差別，一般從以下幾個方面考慮：

①功能方面

②價格方面

③售后服務

綜上所述，本系統設計開關量輸入5點，開關量輸出6點?？紤]汽車清洗機的功能和擴展性等綜合因素，故本系統設計選擇西門子S7-200 CPU22X 系列的產品。西門子S7-200 CPU22X系列產品指令豐富、速度快、具有較強的通信能力。根據經驗公式，并綜合考慮PLC的選型定為S7-200 CPU226，其I/O總數為40點，輸入24點，輸去16點；可帶7個擴展模塊；用戶程序存儲器容量為8KB；內置高速計數器，具有PID控制器的功能；運行速度快、功能強，適用于要求較高的中小型的控制系統。所以，本系統PLC為S7-200 CPU226是非常合適的。

1.3 PLC的I/O地址分配表及接線圖

（1）I/ O地址分配表

根據上文中輸出/輸入量的分析，其I/O地址分配表如下表1和表2。

1.4 汽車自動清洗機的清洗流程分析

本汽車自動清洗機的主要工作是清洗車身及風干，該過程清洗機共需往返5次。對其工作工藝流程進行分析：

（1）按下啟動開關之后，清洗機開始前進。水泵開始噴水，刷子開始刷洗車身。

（2）清洗機前進到汽車后端的感測開關時，清洗機開始后退，水泵和刷子繼續工作。

（3）清洗機后退到汽車前端的感測開關時，清洗機開始前進，同時刷子停止工作、水泵停止噴水，清洗劑設備開始工作噴灑清洗劑。

（4）清洗機前進到汽車后端的感測開關時，清洗機開始后退，繼續噴灑清洗劑。

（5）清洗機后退到汽車前端感測開關后，開始往前進，清洗劑停止噴灑，當清洗機前進3s后停止，刷子開始洗刷。

（6）刷子洗刷5s后停止，清洗機繼續往前進，前進3s后，清洗機停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機繼續往前進，到達汽車后端感測開關停止，然后往后退。

（7）清洗機往后退3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，清洗機繼續往后退3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，清洗機繼續往后退，直到碰到汽車前端感測開關后停止，然后往前進。

（8）洗車機開始往前進，并開始噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當碰到汽車后端感測開關時，清洗機停止前進并往后退，噴灑清水及刷子洗刷繼續動作，直到碰到汽車前端感測開關后停止，并開始往前進。

（9）清洗機開始往前進，風干設備開始動作將車吹干，碰到汽車后端感測開關時，清洗機停止并往后退，風扇繼續吹干動作，直到碰到汽車前端感測開關，則洗車整個流程完成，清洗機復位。

本設計中：啟動程序后，按下啟動按鈕，自動清洗機啟動；清洗機前進，噴水設備噴水，刷子開始洗刷；當達到汽車后端感測開關時，觸動行程開關，清洗機后退，噴水和洗刷繼續；當到達汽車前端感測開關時，行程開關動作，噴水和洗刷停止，洗車前進，清洗劑泵開始動作噴清洗劑；當到達汽車后端感測開關后，洗車后退，繼續噴清洗劑；再次到達汽車前端感測開關時后，停止噴灑清洗劑，計數器C0開始動作，清洗機和刷子變為間續性運動（清洗機運動3s停止，刷子洗刷5s，如此循環往復），直到到達汽車后端感測開關，計數器C1開始動作，然后再以這種運動方式運動直到到達驅車前端感測開關；到達汽車前端感測開關后，刷子停止動作，洗車機前進，風機設備動作，到達汽車后端感測開關后，洗車機后退，風機設備繼續動作直到到達汽車前端感測開關，風機停止。整個洗車動作完成。

1.5 PLC梯形圖（略）