永宏PLC在自助環(huán)保洗車機的應用

——黃騰  臺灣永宏電機·上海范堤商貿(mào)·廈門永陞科技

摘要：本文主要闡述了永宏PLC在自助環(huán)保洗車機上的應用；應用于洗車維護行業(yè)，車主可以通過微信進行付費，車主付費后可以再規(guī)定的時間內(nèi)對車進行清洗。

1、行業(yè)介紹

在當今的社會中，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(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(chǎn)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。

圖1-1自助環(huán)保洗車機設備

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(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；

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。客戶需要plc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)。服務器上監(jiān)控頁面如圖2-4。

圖2-4服務器監(jiān)控頁面

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；。

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(chǎn)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(diào)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；自助環(huán)保洗車機的實物圖如圖2-6。

表2-3自助環(huán)保洗車機的設計參數(shù)

實物圖

圖2-6自助環(huán)保洗車機的實物效果圖

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(chǎn)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(chǎn)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（產(chǎn)品）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(chǎn)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。

表3-1自助環(huán)保洗車機的硬件明細表

硬件配置圖

圖3-2自助環(huán)保洗車機的硬件配置圖

3.2機械（設備）結構

圖3-4自助環(huán)保洗車機的主體結構圖

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)保洗車機控制部件如圖3-6。

圖3-6儲水桶跟增壓桶

圖3-7廢水回收機構

3.3電氣（原理）控制

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3-12

圖3-12自助環(huán)保洗車機的主電路原理接線圖

自助環(huán)保洗車機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行了詳細的規(guī)劃。PLC的電氣控制柜實際接線圖如圖3-14。電氣控制柜實際接線圖如圖3-15。

圖3-14自助環(huán)保洗車機的PLC電氣控制柜元器件實際接線圖

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。自助環(huán)保洗車機的工藝流程如圖4-2。

圖4-2自助環(huán)保洗車機的工藝流程圖

4.2I/O點配置

4.2.1PLCI/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。

表4-2自助環(huán)保洗車機PLC輸出點配置表

4.3程序設計

4.3.1PLC程序設計

4.3.1.1參數(shù)設置程序

客戶可以再觸摸屏上設置設備運行時的系統(tǒng)參數(shù)，可以設置系統(tǒng)運行時的參數(shù)，為了方便調(diào)試，可以再觸摸屏上設置各個動作之間的間隔時間，方便客戶調(diào)試。自助環(huán)保洗車機的PLC參數(shù)設置程序&設置表格如圖4-10。

圖4-10自助環(huán)保洗車機參數(shù)設置程序&設置表格

4.3.1.2子程序跳轉(zhuǎn)

自助環(huán)保洗車機設備主機是FBS-60MCT為控制主機，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

設備的有兩個編碼器，利用編碼器來對插管進行計數(shù)，根據(jù)編碼器反饋的數(shù)字進行計算，假如反饋數(shù)據(jù)跟控制數(shù)據(jù)不相同時會進行糾正。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

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

圖4-32自助環(huán)保洗車機手動畫面

4.3.2.2運行操作界面

用戶可以在該界面進行設備運行參數(shù)的監(jiān)控。運行操作界面如圖4.33

圖4.33參數(shù)顯示畫面

4.3.2.4參數(shù)設置畫面

客戶可以在該界面設置設備運行時的參數(shù)。自助環(huán)保洗車機的手動調(diào)試畫面如圖4-36。

圖4-36自助環(huán)保洗車機參數(shù)設置1畫面

圖4-36自助環(huán)保洗車機參數(shù)設置2畫面

5、難點重點解決

5.1跟服務器之間建立連接

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

圖5-2無線模塊設定參數(shù)

5.2利用永宏的（MODBUS150）指令跟服務器進行連接

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

6、結論（實施結果）

通過現(xiàn)場調(diào)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(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。自助環(huán)保洗車機跟傳統(tǒng)系統(tǒng)對比表如表6-1,自助環(huán)保洗車機生產(chǎn)產(chǎn)品實物如圖6-1。

表6-1自助環(huán)保洗車機優(yōu)劣對比表

圖6-1實施結果

【參考文獻】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2]永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司