永宏PLC在自助環(huán)保洗車機的應用
1 行業(yè)介紹
在當今的社會中，汽車已經成為了我們生活中不可或缺的一種重要的交通工具。隨著我國汽車數(shù)量在還快速的增長，跟汽車相關的一些洗車行業(yè)也火熱發(fā)展起來，給人們所提供的機會也越來越多，像洗車店、車輛美容、車輛維修等都成為創(chuàng)業(yè)者投資的機會。
現(xiàn)在人們對洗車的認識已經逐漸地發(fā)生了變化，尤其是高檔車的車主，他們的是需求是非常大，對汽車進行清洗與保養(yǎng)，不僅僅是為了能夠維護汽車的壽命，更是為了能夠彰顯自己的一種身份和地位。
“一根水管一支槍，一塊抹布擦一天”的傳統(tǒng)洗車方式在當今這個什么都講究機械化的社會來說是格格不入，因此自動洗車機取代人工洗車是大勢所趨，投資者首先要學會的就是“借勢”。
另外，車主的消費觀念和對汽車服務的認識水平也在快速提升，而自動洗車設備是市場需求的產物，是洗車機行業(yè)的一次革命。與此同時，自動洗車行業(yè)也逐漸贏得了車主，也贏得了市場。
截至目前，我國的自動洗車市場關注主要集中在東南、中東、華北一帶。其中，包括廣東、河南、北京、上海等城市。
2 系統(tǒng)設計方案
2.1 方案背景
在當今的社會中，汽車已經成為了我們生活中不可或缺的一種重要的交通工具。隨著我國汽車數(shù)量在還快速的增長，跟汽車相關的一些洗車行業(yè)也火熱發(fā)展起來，給人們所提供的機會也越來越多，像洗車店、車輛美容、車輛維修等都成為創(chuàng)業(yè)者投資的機會。
從綜合性價比分析，該系統(tǒng)采用永宏PLC控制器、C3觸摸屏和SMC氣動比例閥的綜合配置性價比較高。本文主要以永宏PLC在自助環(huán)保洗車機上的應用為背景，對該方案的硬件設計、軟件設計和實施結果（應用效果）等方面進行了詳細的闡述和說明。自助環(huán)保洗車機的控制系統(tǒng)解決方案如表2-1；
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系統(tǒng)方案 |
控制器 |
操作界面 |
閥門 |
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方案1 |
永宏PLC |
C3觸摸屏 |
SMC |
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方案2 |
西門子PLC |
西門子HMI |
SMC |
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… |
… |
… |
… |
表2-1 自助環(huán)保洗車機上的控制系統(tǒng)解決方案
2.2 客戶需求
客戶需要能在觸摸屏上對設備進行操作跟設別運行參數(shù)的設置，在運行過程中還能對設備的各項參數(shù)進行監(jiān)控，包括水箱的水位，污水進化液的使用情況，當設備的水箱液位或環(huán)保液的余量不足時，會進行報警?？蛻粜枰猵lc的參數(shù)能跟服務器進行對接，能在服務器上監(jiān)控設備的運行狀況跟修改設備而的運行參數(shù)。
總而言之，自助環(huán)保洗車機相比之前市場上自動洗車機跟人工洗車機相比更加的便宜，更加的智能化，更加的環(huán)保，能對洗完車后的廢水進行回收利用。每臺設備不需要專門配合工人，由工人自助付款自助洗車，大大地減少了洗車店的人工成本。自助環(huán)保洗車機的具體工藝及功能要求如表2-2；。
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要求1 |
能檢測水箱的水位跟壓力 |
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要求2 |
能在服務器上監(jiān)控設備的參數(shù) |
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要求3 |
能通過掃碼支付控制設備啟動 |
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要求4 |
能在觸摸屏上監(jiān)控參數(shù) |
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要求5 |
… |
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… |
… |
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… |
… |
表2-2 自助環(huán)保洗車機工藝及功能要求
2.3 解決方案
根據(jù)控制及工藝要求，自助環(huán)保洗車機方案主要包括系統(tǒng)硬件設計和系統(tǒng)軟件設計；其中系統(tǒng)硬件設計包括硬件（產品）配置、機械（設備）結構和電氣（原理）控制等三部分；系統(tǒng)軟件設計包括流程控制、I/O配置和程序設計等三部分；基于上述各項技術指標，；本方案控制系統(tǒng)采用永宏FBs系列功能控制型PLC控制器，拓展輸出點之后可以實現(xiàn)128點的I/O點控制；利用I/O點對跟焊接進行控制。上位機采用威綸操作界面，用于進行自動運行監(jiān)控、手動操作調試、系統(tǒng)參數(shù)設置和I/O點監(jiān)控等用戶操作；氣缸采用SMC電動比例閥。
自助環(huán)保洗車機設計參數(shù)如表2-3。
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設計參數(shù) | |||
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控制系統(tǒng) |
永宏plc |
最大生產速度 |
160個/min |
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操作界面 |
C3觸摸屏 |
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驅動單元 |
電機 |
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控制單元 |
閥門 |
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檢測單元 |
液位壓力檢測 |
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工作氣壓 |
0.5MPa | ||
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工作電源 |
220VAC 50/60Hz 16A 6KW | ||
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工作環(huán)境 |
溫度5-40℃ | ||
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濕度10-90% | |||
表2-3 自助環(huán)保洗車機的設計參數(shù)
3 系統(tǒng)硬件設計
自助環(huán)保洗車機硬件設計主要包括三部分：硬件（產品）配置、機械（設備）結構和電氣（原理）控制；其中硬件配置主要對電氣產品的配置進行了闡述說明，機械結構主要對結構的組成和結構的解析進行了闡述說明，電氣控制主要對主電路控制和控制電路控制等進行了闡述說明。自助環(huán)保洗車機硬件設計架構圖如圖3-1。
圖3-1 自助環(huán)保洗車機硬件設計架構圖
3.1 硬件配置
自助環(huán)保洗車機的控制單元選用永宏FBs-40MAT2-AC 、FBS-4AD拓展模塊和FBs-CB5（通訊）模板，同時操作單元選用威綸通10寸觸摸屏；控制單元有6個電磁閥；執(zhí)行單元選用氣缸、排水閥、吹氣閥和繼電器等；檢測單元選用溫度傳感器和壓力傳感器等。整套配置方案能夠幫助客戶節(jié)約很多系統(tǒng)成本，提高生產效能。自助環(huán)保洗車機硬件清單如表3-1；自助環(huán)保洗車機硬件配置如圖3-2。
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硬件明細表 | |||
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產品類型 |
產品型號 |
產品數(shù)量 | |
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控制主機 |
永宏PLC |
FBs-60MCT2-AC |
1PCS |
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拓展模塊 |
I/O模塊 |
FBs-24XYT |
1PCS |
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操作單元 |
威綸HMI |
C3070SE |
1PCS |
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控制驅動 |
SMC電磁閥 |
3PCS | |
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檢測單元 |
液位壓力檢測 |
若干 | |
表3-1 自助環(huán)保洗車機的硬件明細表
圖3-2 自助環(huán)保洗車機的硬件配置圖
3.2 配線結構
該設備是專門根據(jù)客戶的要求進行開發(fā)設計的，相比普通的洗車設備，這套設備增加了廢水回收的功能，更加的環(huán)保。還增加了二維碼付款功能，車主可以自主通過掃碼進行付款，自主進行洗車。該設備主要是由2個部分組成，1.洗車機構，分為清水跟泡沫儲存桶，跟一個增壓桶跟若干個閥門。2.廢水回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)把洗車的廢水進行回收，然后加熱環(huán)保液體 自助環(huán)保洗車機控制部件。
自助環(huán)保洗車機的電氣控制主要分為電氣控制柜分布圖和電氣控制原理接線圖兩部分；其中電氣控制原理接線圖又包括了主電路控制接線圖和PLC控制電路接線圖。自助環(huán)保洗車機的電氣（原理）控制的組成方式如圖3-3
圖3-3 自助環(huán)保洗車機的
4系統(tǒng)軟件設計
自助環(huán)保洗車機的系統(tǒng)軟件設計主要包括三部分：流程（工藝&控制）控制、I/O點配置和程序設計；其中流程控制主要對工藝流程和控制流程進行了闡述說明，I/O點配置主要對PLC輸入輸出點配置進行了闡述說明，程序設計主要對PLC程序和HMI程序進行了闡述說明。自助環(huán)保洗車機的系統(tǒng)軟件設計架構圖如圖4-1。
圖4-1 自助環(huán)保洗車機的系統(tǒng)軟件設計架構圖
4.1 流程控制
4.1.1 工藝流程
設備總共分為兩步流程，環(huán)保機構一致都在進行制水跟供水。
第二流程為洗車流程當設備水位跟泡沫液位達到要求，水壓達到要求，就可以進行付費，然后進行清洗，客戶付費時間到后，設備會自動關閉，只能再付費后才能啟動。
4.2 I/O點配置
4.2.1 PLC I/O點配置
根據(jù)自助環(huán)保洗車機的工藝流程和控制流程的具體要求，進行了永宏PLC程序I/O點配置。自助環(huán)保洗車機的永宏PLC輸入點配置如表4-1，輸出點配置表如表4-2。
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PLC輸入點配置 | |||
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PLC主機 | |||
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編號 |
批注 |
編號 |
批注 |
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X0 |
進水泵反饋 |
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X1 |
原水補水泵反饋 |
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X2 |
產水加壓泵反饋 |
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X3 |
清水啟動 |
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X4 |
清水停止 |
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X5 |
泡沫啟動 |
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X6 |
泡沫停止 |
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表4-1自助環(huán)保洗車機PLC輸入點配置表
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PLC輸出點配置 | |||
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PLC主機 | |||
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編號 |
批注 |
編號 |
批注 |
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Y0 |
進水泵輸出 |
Y11 |
清水閥 |
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Y1 |
洗車加壓泵輸出 |
Y12 |
泡沫閥 |
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Y2 |
紫外線輸出 |
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Y4 |
電磁閥1輸出 |
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Y5 |
電磁閥2輸出 |
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Y6 |
電磁閥3輸出 |
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|
Y7 |
電磁閥4輸出 |
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|
Y8 |
電磁閥5輸出 |
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Y9 |
電磁閥6輸出 |
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Y10 |
純水箱補水閥 |
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表4-2 自助環(huán)保洗車機PLC輸出點配置表
5結論（實施結果）
通過現(xiàn)場調試，自助環(huán)保洗車機相比原先的設備，有很大的優(yōu)勢。1.相比原先的系統(tǒng)該套系統(tǒng)更加的節(jié)能，能對蒸汽進行二次利用，大大降低了客戶的成本。2，更加直觀跟智能，能在觸摸屏上對各個部位的溫度進行監(jiān)控跟設置，系統(tǒng)還能根據(jù)生管系統(tǒng)下的訂單自動進行溫度的調整。還提高了整條產線的自動化程度和生產效率。自助環(huán)保洗車機在包裝行業(yè)領域得到了越來越廣泛的應用，以節(jié)能環(huán)保，便捷方便，更加智能同時也得到了越來越多客戶的認可。
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