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低，则减速机构将越复杂，成本也会上升。综合考虑洗车机的实际情况，选定电动机的额定转速为1500r/min。 4.2 汽车清洗机电气控制系统电路设计
4.2.1 电动机正反转控制电路
汽车消洗机需要控制11台电动机的运行，其中行走电机和大侧刷电机需要进行正反转控制，其他电机只需要控制启动、停止即可。
KM1控制电机的止转，KM2控制电动机的反转，按 卜启动按钮SB2，接触器KM1吸合，电动机止转。需要电动机反转时，必须先按下停止按钮SB1，使KM1失电断开，电动机停转，然后按下启动按钮SB3,接触器KM2 吸合，电动机反转。为保证电动机正反转电路不能同时吸合，以免造成短路，应将止反转接触器KMI的一个动断触点接在反转接触器KM2的线圈电路中，而反转接触器的一个动断触点接在止转接触器的线圈电路中，以实现互锁控制状态。同时，电路中熔断器FU1和FU2起短路保护作用。继电器FR起过载保护作用。
图4-1 大侧刷正反转控制电路
4.2.2 主电路的设计
汽车清洗机供电电源为三相380V交流电。主电路电源开关根据汽车清洗机在最大功耗状态下(两风机运行，行走电动机运行)的峰值电流，选择自动空气开关K1，完成过载、短路保护功能。电动机D1、D2为大侧刷电机，由接触器KM1和KM2控制其正反转。D3A、D3B为小侧刷电机。由接触器KM3控制。D4为顶刷电动机，由接触器KM5控制启动和停止。D5、D6为行走电机，由KM5、KM6控制其正反转。D7为主水泵电机，由接触器KM7控制启动和停止。D8为风机1电动机，由接触器KM8控制启动和停止。D9为风机2电动机，由接触器
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KM9控制。同时为进行过载保护，每个接触器线路中加装一个热保护器TRl-TR9。 4.2.3 控制电路的设计
根据总体方案设计，控制电路采用PLC控制系统，因此较继电器控制，本控制电路省略了很多按钮，简化了线路。在控制电路中除要求通过编程来实现各电机的自动运行控制外，还应该对机架的前进、后退进行手动控制。手动控制的实现可通过PLC的编程使对应电机的控制线路接通，实现电机的控制要求。
在汽车清洗机的整个运行过程中，要求控制使机架的运行与大侧刷、小侧刷、顶刷、吹干风管的运动协调一致，以保证消洗过程的顺利进行;同时，由于厢式车消洗时与普通轿车有所不同，除了在消洗机正式开始进行消洗前由操作人员选择以外，为避免失误操作，还应该设置相应的光电测距传感器以检测车型的差异。这就需要在控制电路中设计相应的线路，使各类传感器的检测结果能输入到PLC中，由PLC控制相应的执行机构。
4.2.4 辅助电路的设计
为了使操作人员充分了解洗车机的运行状态，特设定了各洗车程序的显示灯和启动后的运行指示灯。这些指示灯都分别与各自的按钮结合在一起，一旦接通指示灯均接通。
具有断电警告显示。当控制线路断路时，串接于控制线路上的接触器线圈断电，动断触点断开，PLC供电电源断开，同时，动合触电接通，蜂鸣器报警，控制面板上的电源正常指示灯熄灭。
具有油路液压欠压保护功能。由于大侧刷、小侧刷、顶刷和吹干风管的驱动均为液压驱动，当没有达到工作压力时，如果洗车机继续运行，则活塞杆的移动速度和毛刷对车身的压力会发生变化，轻者会影响洗车效果，重者会打乱洗车机的工步节拍和各个机构的协调配合，甚至会造成洗车机和被洗车辆的损坏。所以在气源端安装一个气电转换器，控制PLC和控制线路上的供电。洗车机总电源接通后，如油路系统液压不足，控制线路断电，洗车机不能启动1作;如在运行过程。则主电路和控制线路断电，洗车机停止运行，各机构回位。第5章 自动汽车清洗机PLC控制系统设计
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第5章自动清洗机PLC控制系统设计
5.1 PLC控制系统设计的原理、功能特点和步骤
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC）它采用一种可编程的存储器，用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械式生产过程。
5.1.1 PLC控制系统的设计原理
当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
一、输入采样阶段 在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
二、用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
三、输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。
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5.1.2 PLC控制系统的功能特点
一、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。
二、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。
三、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。
5.1.3 PLC控制系统的设计步骤
1)根据被控对象的控制要求，确定整个系统的输入、输出设备的数量，从而确定PLC的I/O点数，包括开关量I/O,模拟量I/O以及特殊功能模块等。
2)充分估计被控对象今后发展的需要，所选的PLC的I/O的点数应留有一定的余量。另外。在性能价格比变化不大的情况下 ，尽可能选用同类型中功能强的新一代PLC；
3)确定选用的PLC机型。
4)建立I/O分配表，绘制PLC控制系统的输入、输出接线图。 5)根据控制要求绘制用户程序的流程图。
6)编制用户程序，并借助编程器将用户程序装入PLC的用户程序存储器。
7)在实验室模拟调试用户程序。 8)进入现场联机调试用户程序。
9)整个系统的调试工作结束后，编制技术文件。 10)交付使用。
5.2 自动汽车清洗机PLC控制系统的硬件设计
系统选用日本光洋电子无锡公司的S H -6 4 R 1型P L C。该机共有3 2点D C 2 4 V输入、3 2点继电器输出。在设计I/O点数时，应留有一定的余量，这些备用点的分配应分别考虑到每块模板上，最好分布到每组输入点，一旦有一点发生故障，只要把接线点从故降点改接到备用点，再修改相应的地址，系统就可以恢复止常，这种考虑有利于系统的设计修改和故障的处理。控制系统结构框图见图5-1。
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