自助式全自动洗车机控制系统设计及应用

发布时间：2020-07-05 16:21

【摘要】：近年来,随着科学技术和经济的飞速发展,各式各样的汽车开始进入千家万户,汽车保有量迅猛增长,这也促使洗车行业空前繁盛。但是面对汽车产业的高速发展,传统的洗车方式不论是从环境保护还是从节约能源角度来看,显得捉襟见肘。为解决传统洗车所带来的费时费力、资源浪费、环境污染等问题,本文研究设计了一套可以解决上述弊端的无人式全自动洗车设备,不仅可以大大提高洗车效率,而且对环境也十分友好。此外,该设备无需过多的人力的参与,洗车全程均采用无接触式高压水喷洗方式,快速便捷,不伤车身,让洗车方式更富有现代科技感。本文首先从国内外研究背景和发展现状开始介绍,深入的探讨当前发展无人式全自动洗车机控制系统的必要性,并对该系统的整体方案和本系统中所面临的待解决问题进行了较深入的研究和探讨。其次,根据设备的功能需求,提出全自动控制系统的整体架构方案。控制系统整体架构大体可分为两大架构:机械体架构和电气控制架构。其中机械体架构为洗车机的硬件组成,负责承载整个设备的运动和固定。电气控制架构为本论文的核心,负责控制整个系统的运行和动作。整个洗车房控制系统由多个小系统组成,主要包括:底喷系统、喷流杆系统、架体系统、侧翼系统、天车框架系统、小车旋转接头系统、小车箱系统、天车电气控制系统等。泵房包含水箱、泵箱、电控柜、液体配比机等。全自动控制系统通过PLC的主从控制方式,将所有被控设备有机组合到一起,进行全程监控。天车运动控制部分由主站DVP-40EH00T2负责完成,通过在程序中加入通讯程序可与从站DVP14SS2主机进行RS485通讯,主站通过发送控制命令到映射区控制从站的启停和其他外围设备的动作。再者,确定整体架构和控制方式后,首先要让全自动洗车设备可以对停放车辆区域内的车辆的具体位置和车身规格参数进行确定。为解决这个问题,要采用相应的传感器配合可编程控制器完成数据的采集和转换。本文中采用5个超声波传感器,通过与主站和从站PLC的拓展模拟量模块相连接,从而完成超声波传感器的数据采集工作,将外界的声音物理量转化成模拟量,再通过模拟量模块通道转化成PLC可接受的数字量后,方可用于程序中进行相应的运算,最终便可判定车身的具体位置和获得车的长宽高等参数。以上数据的采集,主要是为了精确的控制喷流杆的水平运动,防止车身被喷流杆的错误运动造成损伤。此外,本文还引入了压力的PID控制,让洗车机高压水处于稳压状态下,避免压力过大造成爆管或压力过小造成浪费和洗车效果不理想等问题。最后,本设计中通过对主从两站控制器进行程序开发,让该设备满足手动控制、一键全自动控制、步进控制等主要功能,多段洗车速度可供选择。除此之外,还开发了上位机HMI人机交互系统,让整个控制系统所有状态均可以在上位机触摸屏上看到,可通过点击触摸屏直接控制洗车机的运行和停止,维护人员可在触摸屏上进行相应数据的设定和调试。此外,HMI人机交互界面上还组态了大量的报警弹窗界面,不仅可以做到对报警相关信息进行记录存档,而且还可以强制整个设备停机,让天车启动回原点程序完成原点的回归。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U472.2;TP273
【图文】：

龙门式,洗车机,隧道式,往复式

逡逑在西方发达国家整个洗车产业中，电脑全自动洗车方式［７＿９］所占比例居首。电脑全自逡逑动洗车方式主要有三种形式，其中一种是龙门式，另外一种是往复式，两者功能相近，如逡逑图１－１所示，第三种是隧道式［１°］。往复式洗车机的清洗动作方式是，所洗车辆不动，洗车逡逑机本体来回运动。往复式电脑全自动洗车机具有以下优点：占地面积较小、清洗时间较短，逡逑约３－５分钟左右。当所洗车辆进入停车区域时，往复式全自动洗车机会按照预设定的ＰＬＣ逡逑程序对车辆进行全身清洗，主要过程是首先高压喷洗，再泡沫冲洗，然后再次高压清水喷逡逑洗，最后强力风干，最终达到良好的洗车效果。与往复式相比，龙门式较为美观，清洗一逡逑台汽车用时较短，约９０秒。同隧道式洗车方式相同处是，车辆均需要通过地面传动链带逡逑动，通过高压水清洗湿润后，再打蜡，然后风干等过程，也可以达到比较令人满意的清洗逡逑效果。除以上两种外，还有另外一种全自动式洗车是隧道式洗车机，隧道式洗车机的特点逡逑与往复式不同，汽车也需要地面上的传动链带动车身通过隧道式洗车设备，由众多转动的逡逑滚刷和喷头对车辆进行全方位擦洗，因外形酷似隧道而得名。目前隧道式汽车清洗机由于逡逑外形霸气，富有科技感，因此容易让车主产生强烈的洗车欲望，而且洗车时间较短，洗车逡逑效果较好，在欧美应用的比较广泛，如图１－２所示。逡逑

洗车机,隧道式

在西方发达国家整个洗车产业中，电脑全自动洗车方式［７＿９］所占比例居首。电脑全自逡逑动洗车方式主要有三种形式，其中一种是龙门式，另外一种是往复式，两者功能相近，如逡逑图１－１所示，第三种是隧道式［１°］。往复式洗车机的清洗动作方式是，所洗车辆不动，洗车逡逑机本体来回运动。往复式电脑全自动洗车机具有以下优点：占地面积较小、清洗时间较短，逡逑约３－５分钟左右。当所洗车辆进入停车区域时，往复式全自动洗车机会按照预设定的ＰＬＣ逡逑程序对车辆进行全身清洗，主要过程是首先高压喷洗，再泡沫冲洗，然后再次高压清水喷逡逑洗，最后强力风干，最终达到良好的洗车效果。与往复式相比，龙门式较为美观，清洗一逡逑台汽车用时较短，约９０秒。同隧道式洗车方式相同处是，车辆均需要通过地面传动链带逡逑动，通过高压水清洗湿润后，再打蜡，然后风干等过程，也可以达到比较令人满意的清洗逡逑效果。除以上两种外，还有另外一种全自动式洗车是隧道式洗车机，隧道式洗车机的特点逡逑与往复式不同

【参考文献】