永宏P(guān)LC在自助環(huán)保洗車機(jī)的應(yīng)用

——黃騰  臺灣永宏電機(jÄ«)·上海范堤商貿(mào)·廈門永陞科技

摘要：本文主要闡述了永宏P(guān)LC在自助環(huán)保洗車機(jī)上的應(yīng)用；應(yīng)用于洗車維護(hù)行業(yè)，車主可以通過微信進(jìn)行付費(fèi)，車主付費(fèi)后可以再規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對車進(jìn)行清洗。

1、行業(yè)介紹

在當(dāng)今的社會中，汽車已經(jīng)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(guān)的一些洗車行業(yè)也火熱發(fā)展起來，給人們所提供的機(jī)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(jī)會。

現(xiàn)在人們對洗車的認(rèn)識已經(jīng)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(jìn)行清洗與保養(yǎng)，不僅僅是為了能夠維護(hù)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(dāng)今這個(gè)什么都講究機(jī)械化的社會來說是格格不入，因此自動洗車機(jī)取代人工洗車是大勢所趨，投資者首先要學(xué)會的就是“借勢”。

另外，車主的消費(fèi)觀念和對汽車服務(wù)的認(rèn)識水平也在快速提升，而自動洗車設(shè)備是市場需求的產(chǎn)物，是洗車機(jī)行業(yè)的一次革命。與此同時(shí)，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(guān)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。

圖1-1自助環(huán)保洗車機(jī)設(shè)備

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1方案背景

在當(dāng)今的社會中，汽車已經(jīng)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(guān)的一些洗車行業(yè)也火熱發(fā)展起來，給人們所提供的機(jī)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(jī)會。

從綜合性價(jià)比分析，該系統(tǒng)采用永宏P(guān)LC控制器、C3觸摸屏和SMC氣動比例閥的綜合配置性價(jià)比較高。本文主要以永宏P(guān)LC在自助環(huán)保洗車機(jī)上的應(yīng)用為背景，對該方案的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和實(shí)施結(jié)果（應(yīng)用效果）等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和說明。自助環(huán)保洗車機(jī)的控制系統(tǒng)解決方案如表2-1；

表2-1自助環(huán)保洗車機(jī)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(shè)備進(jìn)行操作跟設(shè)別運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置，在運(yùn)行過程中還能對設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，包括水箱的水位，污水進(jìn)化液的使用情況，當(dāng)設(shè)備的水箱液位或環(huán)保液的余量不足時(shí)，會進(jìn)行報(bào)警。客戶需要plc的參數(shù)能跟服務(wù)器進(jìn)行對接，能在服務(wù)器上監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況跟修改設(shè)備而的運(yùn)行參數(shù)。服務(wù)器上監(jiān)控頁面如圖2-4。

圖2-4服務(wù)器監(jiān)控頁面

總而言之，自助環(huán)保洗車機(jī)相比之前市場上自動洗車機(jī)跟人工洗車機(jī)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(jìn)行回收利用。每臺設(shè)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(jī)的具體工藝及功能要求如表2-2；。

表2-2自助環(huán)保洗車機(jī)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(jī)方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)和電氣（原理）控制等三部分；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)等三部分；基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，；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(diǎn)之后可以實(shí)現(xiàn)128點(diǎn)的I/O點(diǎn)控制；利用I/O點(diǎn)對跟焊接進(jìn)行控制。上位機(jī)采用威綸操作界面，用于進(jìn)行自動運(yùn)行監(jiān)控、手動操作調(diào)試、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和I/O點(diǎn)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(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-3；自助環(huán)保洗車機(jī)的實(shí)物圖如圖2-6。

表2-3自助環(huán)保洗車機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)

實(shí)物圖

圖2-6自助環(huán)保洗車機(jī)的實(shí)物效果圖

3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

自助環(huán)保洗車機(jī)硬件設(shè)計(jì)主要包括三部分：硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)和電氣（原理）控制；其中硬件配置主要對電氣產(chǎn)品的配置進(jìn)行了闡述說明，機(jī)械結(jié)構(gòu)主要對結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)的解析進(jìn)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(jìn)行了闡述說明。自助環(huán)保洗車機(jī)硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如圖3-1。

圖3-1自助環(huán)保洗車機(jī)硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

3.1硬件（產(chǎn)品）配置

自助環(huán)保洗車機(jī)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(shí)操作單元選用威綸通10寸觸摸屏；控制單元有6個(gè)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(chǎn)效能。自助環(huán)保洗車機(jī)硬件清單如表3-1；自助環(huán)保洗車機(jī)硬件配置如圖3-2。

表3-1自助環(huán)保洗車機(jī)的硬件明細(xì)表

硬件配置圖

圖3-2自助環(huán)保洗車機(jī)的硬件配置圖

3.2機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)

圖3-4自助環(huán)保洗車機(jī)的主體結(jié)構(gòu)圖

該設(shè)備是專門根據(jù)客戶的要求進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的，相比普通的洗車設(shè)備，這套設(shè)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(jìn)行付款，自主進(jìn)行洗車。該設(shè)備主要是由2個(gè)部分組成，1.洗車機(jī)構(gòu)，分為清水跟泡沫儲存桶，跟一個(gè)增壓桶跟若干個(gè)閥門。2.廢水回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)把洗車的廢水進(jìn)行回收，然后加熱環(huán)保液體自助環(huán)保洗車機(jī)控制部件如圖3-6。

圖3-6儲水桶跟增壓桶

圖3-7廢水回收機(jī)構(gòu)

3.3電氣（原理）控制

自助環(huán)保洗車機(jī)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(jī)的電氣（原理）控制的組成方式如圖3-12

圖3-12自助環(huán)保洗車機(jī)的主電路原理接線圖

自助環(huán)保洗車機(jī)的電氣控制中的電氣控制柜分布圖主要是對PLC、電源、電動比例閥、排水閥門和繼電器等電子元器件的布局以及分布安裝位置進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃。PLC的電氣控制柜實(shí)際接線圖如圖3-14。電氣控制柜實(shí)際接線圖如圖3-15。

圖3-14自助環(huán)保洗車機(jī)的PLC電氣控制柜元器件實(shí)際接線圖

4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

自助環(huán)保洗車機(jī)的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括三部分：流程（工藝&控制）控制、I/O點(diǎn)配置和程序設(shè)計(jì)；其中流程控制主要對工藝流程和控制流程進(jìn)行了闡述說明，I/O點(diǎn)配置主要對PLC輸入輸出點(diǎn)配置進(jìn)行了闡述說明，程序設(shè)計(jì)主要對PLC程序和HMI程序進(jìn)行了闡述說明。自助環(huán)保洗車機(jī)的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如圖4-1。

圖4-1自助環(huán)保洗車機(jī)的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

4.1流程控制

4.1.1工藝流程

設(shè)備總共分為兩步流程，環(huán)保機(jī)構(gòu)一致都在進(jìn)行制水跟供水。

第二流程為洗車流程當(dāng)設(shè)備水位跟泡沫液位達(dá)到要求，水壓達(dá)到要求，就可以進(jìn)行付費(fèi)，然后進(jìn)行清洗，客戶付費(fèi)時(shí)間到后，設(shè)備會自動關(guān)閉，只能再付費(fèi)后才能啟動。自助環(huán)保洗車機(jī)的工藝流程如圖4-2。

圖4-2自助環(huán)保洗車機(jī)的工藝流程圖

4.2I/O點(diǎn)配置

4.2.1PLCI/O點(diǎn)配置

根據(jù)自助環(huán)保洗車機(jī)的工藝流程和控制流程的具體要求，進(jìn)行了永宏P(guān)LC程序I/O點(diǎn)配置。自助環(huán)保洗車機(jī)的永宏P(guān)LC輸入點(diǎn)配置如表4-1，輸出點(diǎn)配置表如表4-2。

表4-2自助環(huán)保洗車機(jī)PLC輸出點(diǎn)配置表

4.3程序設(shè)計(jì)

4.3.1PLC程序設(shè)計(jì)

4.3.1.1參數(shù)設(shè)置程序

客戶可以再觸摸屏上設(shè)置設(shè)備運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)，可以設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)，為了方便調(diào)試，可以再觸摸屏上設(shè)置各個(gè)動作之間的間隔時(shí)間，方便客戶調(diào)試。自助環(huán)保洗車機(jī)的PLC參數(shù)設(shè)置程序&設(shè)置表格如圖4-10。

圖4-10自助環(huán)保洗車機(jī)參數(shù)設(shè)置程序&設(shè)置表格

4.3.1.2子程序跳轉(zhuǎn)

自助環(huán)保洗車機(jī)設(shè)備主機(jī)是FBS-60MCT為控制主機(jī)，跳轉(zhuǎn)程度如圖4-13，跳轉(zhuǎn)子程序表格如圖4-14。

圖4-13plc跳轉(zhuǎn)程序

圖4-14plc子程序跳轉(zhuǎn)程序

4.3.1.2永宏MODBUS（MODBUS150）跟（LINK151）通訊指令

設(shè)備的有兩個(gè)編碼器，利用編碼器來對插管進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)編碼器反饋的數(shù)字進(jìn)行計(jì)算，假如反饋數(shù)據(jù)跟控制數(shù)據(jù)不相同時(shí)會進(jìn)行糾正。指令控制如圖4-14。

圖4-13MODBUS通訊指令程序

4.3.2.1手動界面

電機(jī)手動界面，客戶可以再該界面對設(shè)備所有閥門跟水泵點(diǎn)擊進(jìn)行手動操作。自助環(huán)保洗車機(jī)的手動界面畫面如圖4-32。

圖4-32自助環(huán)保洗車機(jī)手動畫面

4.3.2.2運(yùn)行操作界面

用戶可以在該界面進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。運(yùn)行操作界面如圖4.33

圖4.33參數(shù)顯示畫面

4.3.2.4參數(shù)設(shè)置畫面

客戶可以在該界面設(shè)置設(shè)備運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。自助環(huán)保洗車機(jī)的手動調(diào)試畫面如圖4-36。

圖4-36自助環(huán)保洗車機(jī)參數(shù)設(shè)置1畫面

圖4-36自助環(huán)保洗車機(jī)參數(shù)設(shè)置2畫面

5、難點(diǎn)重點(diǎn)解決

5.1跟服務(wù)器之間建立連接

通過無線模塊跟服務(wù)器進(jìn)行連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。無線模塊設(shè)置如圖5程序表格如圖5-2

圖5-2無線模塊設(shè)定參數(shù)

5.2利用永宏的（MODBUS150）指令跟服務(wù)器進(jìn)行連接

HTTPD模式服務(wù)器無法主動找尋plc，只能通過plc訪問服務(wù)器，然后服務(wù)器進(jìn)行訪問URL的不同進(jìn)行分辨plc的編號，然后進(jìn)行通訊。每隔一段時(shí)間plc就向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。然后服務(wù)器會根據(jù)情況給plc返回?cái)?shù)據(jù)。利用無線模塊跟服務(wù)器進(jìn)行通訊之間會有延時(shí)，為了防止延遲造成150指令通訊異常，所以要增加plc內(nèi)部通訊異常時(shí)間。Plc程序如圖5-3。

6、結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）

通過現(xiàn)場調(diào)試，自助環(huán)保洗車機(jī)相比原先的設(shè)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(jìn)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(gè)部位的溫度進(jìn)行監(jiān)控跟設(shè)置，系統(tǒng)還能根據(jù)生管系統(tǒng)下的訂單自動進(jìn)行溫度的調(diào)整。還提高了整條產(chǎn)線的自動化程度和生產(chǎn)效率。自助環(huán)保洗車機(jī)在包裝行業(yè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，以節(jié)能環(huán)保，便捷方便，更加智能同時(shí)也得到了越來越多客戶的認(rèn)可。自助環(huán)保洗車機(jī)跟傳統(tǒng)系統(tǒng)對比表如表6-1,自助環(huán)保洗車機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品實(shí)物如圖6-1。

表6-1自助環(huán)保洗車機(jī)優(yōu)劣對比表

圖6-1實(shí)施結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司