基于PLC的自助洗车机设计

第一篇：基于PLC的自助洗车机设计

摘 要

随着我国汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇，自助洗车机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果，清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。

本文主要通过对自助洗车机功能要求和运行分析，确定了自助洗车机的总体设计方案。并主要进行了自助洗车机的驱动和控制系统的设计，针对自助洗车机的特点，采用自助投币，喷水，洗刷，喷洒清洗剂和风干等过程，应用了可编程控制技术对自助洗车机PLC控制系统进行了硬件设计和软件编程。PLC采用梯形图编程语言，并应用了组态王软件，对其运行过程实行监控，最终达到了实现自助洗车机的传动和控制要求。

关键词：可编程控制器；自助洗车机； 控制

目 录 绪论...........................................................1 2 系统的硬件配置................................错误！未定义书签。2.1 PLC简介...................................................1 2.2 PLC的分类.................................................2 2.3 编程元件地址分配...........................................2 3 系统软件设计...................................................4 4 调试过程......................................................13 5 组态示例......................................................14 6 课设总结......................................................15 参考文献........................................................15

第 1 页 绪论

当今的社会汽车行业发展迅猛，汽车维修保养行业竞争更是愈演愈烈，洗车机由此得以广泛应用。自助洗车机分为龙门往复式和隧道式两种机型，通过对毛刷，水泵，机体行走机构和风机等部件的驱动控制，全自动完成对车辆的刷洗和风干。龙门往复式洗一辆车仅耗时1.5min~4min，隧道式满负荷运行时每辆车仅耗时1.5min左右，避免了手工洗车用水的随意性。洗车机配备专用的水处理设备后，可对洗车污水进行回收净化循环利用，可以节约水资源，是一个很有发展前景的符合现代化建设需要的机电一体化产品。PLC可靠性高，编程简单且易维护，用作自助洗车机控制系统的核心，更能体现它的这些完美品质。以下是自助洗车机的优点：

（1）使用自助洗车机效率高，能大大减少劳动力、降低劳动强度，节省成本。（2）一般使用新科技研发的自助洗车机清洗与人员手洗比起来更容易吸引客户，在提高整体形象的同时，又能大幅度提高的经济收入。

（3）自助洗车机完全可以采用循环水设备，水用量在原有上可减少1/3，更可有效的合理利用水资源，节能环保。

本次的总体设计选用西门子PLC控制，组态王来实现界面显示，使监控更为方便，达到对洗车机洗车过程中自助投币，喷水，洗刷，喷洒清洗剂和风干等过程的全面监控。

2.1 PLC简介

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造； 体积小，重量轻，能耗低等特点。广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。

第 1 页 2.2 PLC的分类

世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。

本次课设综合实验台及其性能指标，最后决定采用西门子PLC S7-200系列。以下为西门子PLC系列产品简介：

西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U属于微型整体式PLC；S5-100U是小型模块式PLC，最多可配置到256个I/O点；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024个I/O点；S5-115UH是中型机，它是由两台SS－115U组成的双机冗余系统； S5-155U为大型机，最多可配置到4096个I/O点，模拟量可达300多路；SS－155H是大型机，它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品，其性能价格比高，其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300系列属于中小型PLC、S7-400系列属于中高性能的大型PLC。

2.3 编程元件地址分配

根据要求，本次课程设计投币100元自助洗车机。有3个投币孔，分别为5元、10元及50元3种，当投币合计100元时，按启动开关洗车机开始动作，启动灯亮起。洗车机动作流程：

1）按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。2）洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。3）洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设备开始动作——喷洒清洁剂。

4）洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。

5）洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往朽移3s后停止，刷子开始洗刷。

第 2 页 6）刷子洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。

7）洗车机往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移3 s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。

8）洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到碰到左极限开关后停止，并开始往右移。

9）洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。

表1 I/O分配表

输入信号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6

信号元件及作用 左极限开关 投币5元按钮 投币10元按钮 投币50元按钮 启动开关 投钱复位按钮 右极限开关 复位按钮 右移 左移 喷水 刷子洗刷 喷洒清洁剂 风扇吹干 复位灯 系统软件设计

第一部分：投币程序（网络1~网络6）

第 3 页

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将MW10中的总钱数与100元比较，大于100元，按启动开关，启动灯亮

第二部分：洗车程序（网络7~网络40）

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复位程序（网络41~网络43）

第 13 页 调试过程

为了准确发现系统存在的问题，需要进行系统调试，调试的顺序按照先硬件后软件，先局部后整体的顺序来完成。

（一）硬件调试

系统的硬件安装过程及针对各单元模块的硬件电路调试，检验其是否符合设计初衷，能否达到相应指标。硬件调试主要包括按键电路的调试、驱动电路的调试、电源部分的调试几部分。为保证整个系统能够正常工作，首先要保证电源系统正常工作。

其次是驱动电路的调试，这一部分调试主要是I/O口的检查。调试的关键在于确定数码管电路连接是否正确。再次是按键电路的调试，这一部分主要是按钮是否对应好，接线是否正常，特别是相关复位按钮。最后是洗车部分的调试，这一部分占了设备的绝大部分。

（二）软件调试

本部分主要介绍了自助洗车机控制系统的软件调试过程，检验其是否符合设计初衷，能否达到相应的指标。首先是投币子程序的调试，这一部分的调试的关键是投币时程序是否能得到信号，在满足条件的情况下能否得到响应等。最后是主程序的调试，通过假定输入一定的初值看看程序运行是否正常。

（三）整机调试

整个系统调试顺序按照先硬件后软件，先局部后全部的顺序调试，当软件与硬件都调试无误之后，就可以整机调试，整机调试也就是整个系统设计的功能测试。组态示例

下

（一），（二）两图，为自助洗车机启动工作后向左至左极限的两次洗车过程的组态示例图，如下所示（向右至右极限同理）：

第 14 页

。。组态画面示例图

（一）组态示例图

（二）第 15 页 6 课设总结

通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，还学习到了大量以前没有学到过的知识。在查阅资料的过程中，我懂得了要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中使我查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。在平时，我所学习的知识是有限的，在以后的工作中肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。

参考文献

[1] 赵相宾.可编程控制器技术与应用系统设计.机械工业出版社，2002 [2] 廖常初.PLC编程及应用.机械工业出版社，2005 [3] 胡学林.可编程控制器原理及应用.电子工业出版社，2007 [4] 苗常初.PLC编程及应用.机械工业出版社，2003 [5] 易传禄.可编程控制器应用指南.上海科普出版社，2002 [6] 王兆义.可编程控制器教程.上海交通大学出版社，2006

第 16 页

第二篇：自助洗车机的发展趋势

自助洗车机发展趋势

汽车越来越多，汽车后市场越来越大，今后几年洗车业将会是我国最具发展潜力的增值产业之一，那么自助洗车行业的发展趋势是怎样的呢？

发展初期: 投币自助洗车机，按时间计费，造成洗车紧张不合理，简单的泡沫、清水洗车，洗车液需要人工添加，冬天没有任何的防冻措施，冬天无法正常使用，拥有简单的室内除尘设备。管理方式需要人工检测，机器多了不便于检测管理。

发展中期：

刷卡自助洗车机，刷会员卡和银联卡，会员卡可快速收回陈本，快捷方便、操作简单。智能主板功能随系统升级功能可随时添加，按流量计费，计费更加公平合理，清水、泡沫洗车的同时，增加了接水、消毒、除尘功能，室内可做到全面的消毒处理。洗车液可以自动添加，避免因为洗车液添加不及时给客户带来不便，冬天内外防冻功能，冬季可照常洗车，一旦冬天达到了设定的温度最低值时，自动启动排空处理防止设备结冰避免冻坏机器。统一的智能后台管理，机器越多越省心，故障可自动报警，可充分了解会员的动态及消费详情，洗车记录及卡内余额，LED夜间照明灯，洗车不再受到时间限制。

发展繁盛期：

无卡支付自助洗车机，在原来的功能上新增加了触摸屏，操作更加直观、智能化。远程定位，通过GPS定位，为客户显示附近的洗车点是在工作还是在待机状态。可实施在线充值，实现PC/手机端充值，小额免密免签麦当劳、肯德基、必胜客、德克士、7-11等共同与我们引领支付新体验。

自助洗车机未来发展一定是更加智能化、信息化、统筹数据整合化。微水洗车、智能后台管理、手机NFC支付，是未来发展的趋势，快捷安全减少时间的限制；

自助洗车机由最原始的投币洗车机逐渐的发展为刷卡洗车机，而刷卡又分为刷会员卡和银联卡，这是一个阶段发展的必然趋势，彰显了时代的进步。随着信息时代的来临，智能手机和无线wifi的普及，从而又延伸出微信支付和支付宝支付，在支付方面又跃进了一个台阶，而微信支付时代的到来又带着他相应的弊端，因此支付的趋势是手机支付，以下小编列举几点

1、微信支付下载手机app才可以使用，占用手机的流量和内存。

2、微信支付是腾讯的支付平台，支付后期会收取相关的手续费。

3、腾讯支付平台属于个人机构，微信支付的安全系数低。手机支付的特点：

1、无需下载手机软件，直接绑定银行卡即可使用。

2、小额免密免签支付安全快捷，无需手续费。

3、银行作为保障，平台安全可靠。

第三篇：自助洗车机投放盈利方案

扬子自助洗车机投放盈利方案

一、扬子自助洗车机投放预算

自助洗车机投放关联方：经营者、小区物业、有车住户 自助洗车机使用关联方：有车住户

自助洗车机受益关联方：经营者、小区物业、有车住户 自助洗车机宣传关联方：经营者、小区物业

免费会员卡（10元）体验，成本1元（洗车成本）+3元（会员卡成本）=4元/车；

充值100送50、充50送20，（100元，洗30次，成本30*0.5=15元；收50元，洗14次，成本14*0.5=7元）；

假设有100辆车进行免费体验，其中有60%进行二次冲卡，其中30%充值100元，30%充值50元，回收现金3000+1500=4500元，（成本400+30*30*0.5+30*14*0.5=1060，由平时投币洗车人员对冲）。也就是说，在达到100辆车的免费体验下，纯收入4500元。现在，问题在于如何有100辆车进行免费体验（甚至200辆、300辆）？

二、扬子自助洗车机投放盈利方案 方案一：

找物业，询问有车一族登记电话号码，进行挨个的电话邀请，免费发放会员卡以及礼品赠送（礼品尽量让合作的保险人员、汽车修理铺、加油（气）站进行负责，如若不行就自己购买）。方案二：

找物业，进行小区内道路广告横幅覆盖，小区居民楼广告贴放，注：内容要具有针对性（便宜、方便）。方案三：

找小区旁边的商铺、超市、饭店、KTV进行免费会员卡发放（消费满**元赠送洗车卡，一定要告知洗车机地点，会需要一定的合作费用，同时对方肯定需要后期的利益共赢，就从机器覆盖后的互联网+覆盖进行合作）。方案四：

找车险办理保险人员进行洗车卡赠送、销售（办理车险时，有洗车卡赠送，都是由保险人员自己购买的，而自助洗车卡面额大、花费少，同时增加他们的顾客量，还可以和他们进行道路广告、宣传广告甚至机器上广告共享，同时对方肯定需要后期的利益共赢，就从机器覆盖后的互联网+覆盖进行合作）。方案五：

找就近不带洗车的汽车修理铺进行洗车业务联营（进行洗车业务的车辆是汽车修理铺的隐形顾客，增加他们的顾客量，同时可以和他们进行道路广告、宣传广告甚至机器上广告共享，同时对方肯定需要后期的利益共赢，就从机器覆盖后的互联网+覆盖进行合作）。方案六：

找就近加油、加气站进行免费会员卡发放（进行洗车业务的车辆是加油站的隐形顾客，增加他们的顾客量，同时可以和他们进行道路广告、宣传广告甚至机器上广告共享，同时对方肯定需要后期的利益共赢，就从机器覆盖后的互联网+覆盖进行合作）。方案七：

找就近充电话费、缴水电费的店面进行免费会员卡发放（进行洗车业务的车辆是加油站的隐形顾客，增加他们的顾客量，同时可以和他们进行道路广告、宣传广告甚至机器上广告共享，同时对方肯定需要后期的利益共赢，就从机器覆盖后的互联网+覆盖进行合作）。方案八：

找物业负责人，缴纳物业费进行免费会员卡发放（作为利益共同方，可以将充值的会员卡作为收缴物业费的赠品赠送给有车的业主）。

第四篇：基于PLC的自动洗车机课程设计

电气控制与PLC课程设计

院 系：工学院电气与电子工程系专 业：电气工程及其自动化班 级：电气工程姓 名：学 号：指导教师：

题目：自动洗车机

XXXX班 XXXXXX

XXXXXXXXXXXX

XXXXXX

二〇一五年六月

PLC课程设计任务书

一、基本情况

学时：1周学分：1学分

适应班级：

二、进度安排

本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下： 实习动员及准备工作：

1学时 总体方案设计：4学时 硬件设计：10学时 软件设计：10学时 撰写设计报告：4 学时 总结：

1学时

教师辅导：

随时

三、基本要求

1、课程设计的基本要求

电气控制与PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图，应用程序。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。

2、课程设计的教学要求

电气控制与PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到6次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。

课程设计的任务相对分散，每3-4名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴

或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。

四、设计题目及控制要求

题目：自动洗车机 要求：

1.按下启动按钮，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。2.洗车机右移到达右极限开关后，开始左移，喷水及刷子继续工作。

3.洗车机左移到达极限位置后，开始右移，喷水机及刷子停止工作，清洗机设备开始动作喷洒清洗剂。

4.洗车机右移到达极限位置，开始左移，继续喷洒清洁剂。

5.洗车机左移到达极限位置，开始右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始洗刷。

6.刷子洗刷5s停止，洗车机继续右移3s，刷子又开始洗刷5s停止，洗车机继续右移，到达右极限开关后停止，然后往左移。

7.重复上面第6步，左移碰左极限开关停止。

8.洗车机往右移，风机设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机往左移，直到碰到左极限开关，重复2次动作。洗车整个过程完成。启动灯熄灭。

9.原点复位设计

若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。

五、设计报告

设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于2000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下：

1、封面

2、摘要

3、目录

4、正文

(1)所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2)方案选择及论证；

(3)硬件电路设计及描述（包括硬件的选型及电路图、输入输出接线图等的设计）；(4)软件设计流程及描述（流程图及文字说明；(5)源程序代码及调试；

5、心得体会

6、参考文献

六、考核方法

电气控制与PLC技术课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。

考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告 40%；设计答辩15%。

有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：

1、设计期间累计迟到、早退达8次；

2、设计期间累计旷课达6节；

3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；

4、不能完成设计任务，达不到设计要求。

摘 要

本文PLC的课程设计采用西门子S7-300PLC来实现自动洗车机的自动清洗任务。并利用Microsoft Visio 绘图工具，进行主电路图、I/O接线图和流程图的绘制，最后利用SIMATIC Manager编程软件完成梯形图的程序设计。在老师的指导下，对PLC的编程程序进行仿真和调试。

本次设计中，自动洗车控制系统采用了四个输入信号（I0.0-I0.3），八个输出信号（Q0.0-Q0.7）。其中喷水、刷子动作和喷洒洗洁剂等电动机的运行由PLC的程序控制执行。自动洗车机启动后能按顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，用PLC实现了洗车的自动化。PLC的程序设计和编程文中选择西门子S7-300型PLC进行操作，该型号西门子为中小型，有着模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高等优点，有助于本文设计实现。

关键词：自动洗车机

西门子S7—300 PLC设计

目录

第1章绪论................................................................................................................................1

1.1 课题简述....................................................................................................................1 1.2 课题背景和意义........................................................................................................1

1.2.1 背景.................................................................................................................1 1.2.2 课题研究的必要性.........................................................................................1 1.3 课题要求....................................................................................................................1 第2章硬件电路设计................................................................................................................3

2.1 热继电器的选择........................................................................................................3 2.2 接触器的选择............................................................................................................3 2.3 总电路图....................................................................................................................3 2.4 PLC的选择.................................................................................................................4 2.5 PLC输入、输出口分配（I/O分配）......................................................................5 2.6 PLC I/O接线图.........................................................................................................6 第3章软件设计........................................................................................................................8

3.1 流程图........................................................................................................................8 3.2 PLC梯形图...............................................................................................................11 3.3 仿真调试..................................................................................................................15 心得体会..................................................................................................................................19 参考文献..................................................................................................................................20

第1章

绪论

1.1 课题简述

如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱[2]。

而我们本次设计的自动洗车机，也是应运而生，随着汽车种类的增多和汽车均价的下降，有车族人数不断攀升，而随之兴起的汽车周边产业中，洗车行业则算是龙头。我们的生活中见到的大都是人力洗车，所以我们需要研究和设计自动洗车系统，来优化洗车行业、提升洗车效率。

1.2 课题背景和意义 1.2.1 背景

经过多年的发展，为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的可靠性。

SIMATIC S7-300 PLC是中小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-300 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。本次设计是将PLC用于自动洗车机的运行和实现，对学习和实用是很好的结合[3]。

1.2.2 课题研究的必要性

（1）可以促进我国PLC产业与当下热门行业的结合（2）研究自动洗车机可以推动洗车行业的发展和自动化；（3）使有车族对汽车的使用和保养更加方便快捷（4）解放劳动力，让洗车行业更加高效 1.3 课题要求

（一）本次课题的设计要求为：

1.进行总体设计规划，合理分配I/O点，并绘出电气控制线路的原理草图； 2.绘制电气原理图，计算并选择电器元件； 3.编写PLC软件清单并进行模拟调试； 4.编写课程设计说明书。

（二）本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有： 1.是自动洗车机可以按照规定的程序运行； 2.满足PLC对所有装置的控制；

3.对自动洗车机实现的设计和个人程序调试。

本课题应解决的主要问题是如何使PLC实现自动洗车机洗车的功能和多种要求，在实际当中对PLC运用于洗车技术并不多见，以致人们难以根据它的具体情况正确选用参数进行系统控制，也就难以满足如何实现并且达到高效可靠的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探讨。

第2章

硬件电路设计

2.1 热继电器的选择

热继电器的工作原理是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用[4]。

我们选用JR16B-60/3D型热继电器。其中“J”表示继电器，“R”为热的谐音，“16”表示设计序号，“60”表示额定电流，“3D”表示三相保护。相关元件主要技术参数如下：

（1）额定电流为20（A）；

（2）热元件额定电流为32/45（A）。2.2 接触器的选择

CJX2系列交流接触器主要用于交流50Hz或60Hz、额定绝缘电压690V,在AC-3使用类别下，额定工作电压380V、额定工作电流至620A的电力系统中，供远距离接通和分断电路及频繁地起动和控制交流电动机。并可与适当的热过载继电器或电子式保护装置组合成电磁起动器，以保护可能发生过载的电路。

选用CJl0Z-40／3型接触器，其中“C”表示接触器，“J”表示交流，10为设计编号，“40”为额定电流，“3”为主触点数目[5]。

2.3 总电路图

由题目可知，我们需要设置的装置有：洗车机、清洗机、刷子、风机和喷水机。分别设置交流接触器来开断和控制电路，设置熔断器和隔离开关保护电路，根据题意和选择好的器件，我们最终设计出的总电路图如图2.1所示。

FuL1L2L3KM1KM2KM3KM4KM5KM6FR1FR2FR3FR4FR5M13~M23~M33~M43~M53~洗车机喷水机清洗机刷子风机

图 2.1 自动洗车机电路图

2.4PLC的选择

生活中常见的洗车一般都是人力清洗，用时较长，而且由于工作时间较长会导致疲劳，工作精度下降。基于此，我们考虑利用PLC的知识，设计一个可以自动清洗车辆的自动洗车机，在工作效率、工作精度和工作时间上为洗车这一行业提供便利及创新。

随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。在产品规模方面，向两极发展。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。而其中，西门子PLC的优势也很明显，第一，西门子PLC抗干扰能力比较强，也比较耐用，维护率，损坏率比较低；第二，西门子PLC的通信效果特别好；第三，西门子PLC的软件SIMATIC Manager比较好用；第四，技术支持服务比较好；第五，网上资料比较多。所以我们选用了课程所学的西门子PLC，型号为S7-300。西门子的S7系列有快速的CPU处理速度，大程序容量，以及编程及监控功能强大，维修简单，所以性价比比较高[6]。

西门子PLC的一般结构如图2.2。

电源主机CPU输入 模块EPROM扫描程序 I/O管理输出模块RAM用户储存器编程器图2.2 PLC一般结构图

（1）中央处理单元（CPU）与通用计算机中的CPU一样，PLC中的CPU也是整个系统的核心部件，主要有运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成，此外还有外围芯片、总线接口及有关电路。

（2）存储器10存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。PLC常用的存储器类型有RAM、EPROM、EEPROM等。

（3）I/O模块

输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块与外界联系而实现的。

（4）电源模块输入、输出接口电路是PLC与现场I/O设备相连接的部件。它的作用是将输入信号转换为PLC能够接收和处理的信号，将CPU送来的弱电信号转换为外部设备所需要的强电信号。

2.5 PLC输入、输出口分配（I/O分配）

根据图2.1总电路图，我们设置PLC的I/O分配，其中I0.0-I0.3共4个输入端点，Q0.0-Q0.7共8个输出端点，如表2.1所示。

表2.1 I/O分配表

输入点地址

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

功能 SB1启动开关 复位按钮 左侧极限开关 右侧极限开关

输出点地址

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

功能 洗车机左移 洗车机右移 喷水机喷水 刷子动作 清洁剂喷洒 风机动作 启动灯 复位灯

2.6 PLC I/O接线图

根据I/O分配和电路图，我们设计出I/O接线图，如图2.3所示。其中SB1、SB2分别为启动和复位两个手动按钮，Q0.2-Q0.5为喷水、刷子等电动机，Q0.6和Q0.7为启动灯、复位灯。

N(-)1M1MSB1SB2 I0.0 I0.1I0.2Q0.5启动灯KM3KM1KM2Q0.0Q0.1KM4喷水机Q0.2刷子MM清洗机Q0.3Q0.4风机MMI0.3Q0.6复位灯Q0.72LC1Q1.0C2Q1.1C3Q1.2C4Q1.3MDC24VL+图2.3 I/O接线图

第3章

软件设计

3.1 流程图

自动洗车机执行流程为：

（1）按下启动按钮，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。（2）洗车机右移到达右极限开关后，开始左移，喷水及刷子继续工作。（3）洗车机左移到达极限位置后，开始右移，喷水机及刷子停止工作，清洗机设备开始动作喷洒清洗剂。

（4）洗车机右移到达极限位置，开始左移，继续喷洒清洁剂。

（5）洗车机左移到达极限位置，开始右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始洗刷。

（6）刷子洗刷5s停止，洗车机继续右移3s，刷子又开始洗刷5s停止，洗车机继续右移，到达右极限开关后停止，然后往左移。

（7）重复上面第6步，左移碰左极限开关停止。

（8）洗车机往右移，风机设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机往左移，直到碰到左极限开关，重复2次动作。洗车整个过程完成。启动灯熄灭。

（9）原点复位设计：

若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。

设计流程图如图3.1。

启动是否存在故障？NY停止启动指示灯亮右极限？N复位Y洗车右移、喷水、刷子洗刷右极限？YN洗车左移、喷水、刷子洗刷左极限？YN洗车右移、喷洒清洁剂右极限？N

洗车左移、喷洒清洁剂N左极限？Y洗车右移？ 3s ？YN洗车停止右移、刷子洗刷N5s?YN右极限？Y洗车左移N3s？Y洗车停止左移、刷子洗刷5s？YN左极限？N

Y洗车右移、风机吹风N右极限？Y洗车左移、风机吹风左极限？YN吹风3次?NY洗车结束、指示灯灭

图3.1 流程图

3.2 PLC梯形图

根据流程图（图3.1），我们在SIMATIC Manager编程软件中，进行梯形图的编程，具体程序如图3.2所示。

图3.2 梯形图

3.3 仿真调试

由编程完成的梯形图进行运行操作，我们可以得到程序仿真图，模拟自动洗车机的运行过程。

点击I0.0启动按钮，启动后实现Q0.1右移，Q0.2喷水，Q0.3刷子动作，Q0.6启动灯亮（运行过程中，启动灯Q0.6一直亮）。

右移直至触碰到I0.3右极限开关，此时运行Q0.0左移、Q0.2喷水、Q0.3刷子动作。

左移到触碰左极限开关I0.2后，开始Q0.1右移、Q0.4清洁剂喷洒。

右移直至触碰右极限开关I0.3，开始Q0.0左移、此时Q0.4清洁剂继续喷洒。

左移直至触碰左极限开关I0.2，停止喷洒清洁剂，Q0.3刷子开始动作。

Q0.1右移3s，Q0.3刷子动作5s停止再次右移，交替进行，直至再次右移至极限。

右移触碰右极限开关I0.3，此时Q0.3刷子继续动作。

Q0.0左移3s、Q0.3刷子动作5s停止再次左移，交替进行，直至左移至左极限。

左移触碰左极限开关I0.2，此时刷子停止动作，实现Q0.1右移、Q0.5风机动作。

右移触碰右极限开关I0.3，开始Q0.0左移，此时Q0.5风机继续动作。

左右移动往返重复2次，Q0.5风机持续动作，Q0.6启动灯一直亮。

动作2次后，直至再次触碰到I0.2左极限开关，完成整个洗车过程，停止时Q0.6启动灯灭，无电动机动作。

心得体会

经过小组4人的研究与讨论，最终我们完成了基于西门子S7-300PLC的自动洗车机简单设计。在本次设计中，我们先在书籍和网络上调查了洗车机的背景和发展概况，对自动洗车机有了初步的了解，之后我们进行了硬件的电路图绘制，对各个电机进行了保护。再根据绘制的总电路图，选择主要的硬件器件，主要包括热继电器和接触器。之后是设计重点，相关于PLC的选择和设计，我们选用了常见的西门子S7-300型号PLC，相对于三菱等牌子更加智能和优化，基于此PLC选择，我们对洗车机的要素进行了I/O分配，然后绘制出I/O接线图，完成了硬件设计。软件设计是重点也是难点，我们先根据题目要求写出工作流程图，然后根据流程图编程梯形图，在编程的过程中，我们在左移、右移、风干和复位编程上面没有遇到阻碍，但是在喷水、刷子工作和喷洒清洁剂上面遇到了问题，导致第一次没能成功运行，最后经过咨询老师和同学，我们又设计了计时器，然后重新编程了喷水、刷子工作和喷洒清洁剂，才得以成功运行，得到了最后的仿真模拟图，完成了本文的设计。

在本次设计中，我不仅仅是巩固实践了PLC的学习内容，更是充分了解到了自己在PLC方面的不足，我在I/O接线图和梯形图编程上还有一些漏洞，比如不会设置时间和对程序重复设置的错误，在老师的耐心指导下，我改正并且牢牢记住了。感谢老师和同学的帮助，也感谢学校提供给我一个实践编程的机会，相信在不久的将来，我会在PLC上更大的进步。

参考文献

[1] 柳春生.电器控制与PLC[M].北京:机械工业出版社,2010.[2] 程子华.PLC原理与实例分析[M].北京:国防工业出版社,2006.[3] 高钦和.可编程控制器应用技术[M].北京:高等教育出版社，2004.[4] 廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2005.[5] 易传禄.可编程控制器应用指南[M].上海:科普出版社,2002.[6] 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2012.[7] 程宪平.现代电气控制及PLC应用技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2003.

第五篇：自助洗车机的行业状况分析

自助洗车机的行业状况

一、自助洗车机产品特点：

1、市场对自助洗车机的需求明显存在，但对自助洗车机需求的数量级不是很大，而且属于耐用产品，所以整个市场对自助洗车机的需求量级不大，同时购买自助洗车机的意向客户采购数量偏大，即目标客户数量又远低于自助洗车机需求数量，因为自助洗车机并非像其他消费品一样，甚至不同于其他生产设备。

2、自助洗车机结构看似简单但涉及的领域偏多，水路控制、电气控制、智能控制、机械设备、软件开发等，所以想做成精品需要多领域专业知识，同时涉及卡品安全的管理及经营理念等原因使得自助洗车机销售之后与自助洗车机厂家在卡品管理和进货上面仍有牵制。

二、自助洗车机潜在需求客户的诉求大致分为：

1、希望集中精力组建团队进行区域化运营的。

该类群体希望寻求有实力、产品稳定、价格合理，公司运营理念稳定且模式成熟的自助洗车机厂家。

2、认可自助洗车机产品但认为从产品生产、研发角度入手，面向全国销售或运营的。该群体中一种是对目前自助洗车机厂家的生产能力、经营模式、自助洗车机价格不认可，另外就是对自己能力没有客观评估，定位模糊。

3、购入自助洗车机小范围经营，仅投放在自认为盈利能力比较强的场地，对盈利能力一般的场所没考虑，即对自助洗车行业的规模效益没有分析或不认可。

4、在自有场地通过自助洗车来增加盈利或辅助提升主营业务。

5、试试看的心态。在茫茫信息包裹中寻求合适的发展项目但又不完全确认自助洗车业的前景。

三、自助洗车在推广运营中的现实情况

1、将自助洗车机在盈利能力弱的场合投放时，寻找自助洗车机合适的安装场地的过程成本偏高，自助洗车机的盈利能力对场地合作方吸引力不足。

2、自助洗车在盈利能力强的场合投放，前期对合作方的吸引力强，后期担心自己处于被动局面。

四、目前国内自助洗车机厂家的现状

由于上述原因造成的目前国内自助洗车厂家的生产能力和研发能力相对都很低下，没有明确的经营模式或确立时投鼠忌器不很明确，属于随意状态。不能也不愿给自身客观定位，贪大不做，暴利销售，竭泽而渔；，河南佳易通过对上述市场状况的分析，以及自助洗车研发、升级、生产、销售及郑州市场运营的实际情况，经过客观总结，确立了良好的市场运营模式、合理的价格体系，热忱欢迎新老客户洽谈合作，共通过推进自助洗车行业健康有序的发展。

小区预计

1、同乐小区

2、茵悦之生3、173研究所4、21世纪

5、王磊1台

6、丰乐园 1台

300元

7、福田太阳城

500元

8、玉泉

200元

七里河村小区。

9、郑飞

放他那儿一台

10、华联停车场。

11、清华园

300元

外围：

1、航海路中石油加油站1-4台

2、大学路加气站

5台双

3、聚源路加气站对面

4台

4、北环路经三路

6台双枪5、6、新密市区三台

自己运营、然后托管；

7、新密加油站

8、