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1、毕业设计说明书汽车自动清洗系统设计汽车自动清洗系统设计学生姓名：学号：学院：软件学院专业：软件工程指导教师：李彦栋 王春花2014 年 6 月汽车自动清洗系统设计汽车自动清洗系统设计摘要随着汽车产业突飞猛进的发展，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求， 成为其开发和生产必须要考虑的内容。 然而传统的人工洗车效果不理想、极大的浪费人力物力和自然资源。我们这里设计的汽车自动清洗机就比较理想，它内置控制器，采用先进的传感器技术，自动对需要服务的汽车进行清洗，清洗完毕自动停止刷洗，实现了洗车的自动化控制。关
2、键字：全自动汽车清洗机，横刷，传感器，自动化，PLCCONTROL SYSTEM OF PROGRAMMABLE CONTROLLER USED INAUTOMATIC CAR WASHERSAbstractWith the rapid development of automobile industry, car wash industry ushered in animportant development opportunity. Car washing machine work is essential as the washing ofequipment, the cleaning
3、effect, cleaning rate and cleaning costs, and requirements for waterconservation and environmental protection, as its development and production of contentmust be considered. However, traditional manual car wash result is not satisfactory, anenormous waste of human material and natural resources. We
4、 are here to design the car idealfor automatic washing machine, it is built-in controller, the use of advanced sensor technology,automatic car wash in need of services, cleaning is completed automatically stop the brush toachieve automatic control of washing.Keyword:Automatic car washing machine,Hor
5、izontal brush,Sensing element,Automation,PLC中北大学 2014 届毕业设计说明书第 页共 页目录1 引言.11.1 国内外自动清洗技术的现状21.2 汽车自动清洗技术的发展前景22 流水清洗系统的总体设计.42.1 汽车自动清洗的分类42.2 隧道式汽车自动清洗的总体设计参数53 隧道式自动清洗系统的机械部分设计.73.1 汽车自动清洗的流程图73.2 传送带模块的设计.73.2.1 传送带的选用73.2.2 减速器的选择.83.2.3 支撑轴的设计.83.2.4 主轴的设计.93.2.5 主轴的强度校核计算.93.3 清洗模块的设计103.3.1
6、粗洗结构设计.103.3.2 清洗液结构设计.103.3.3 精洗结构设计.103.4 刷洗模块的设计103.4.1 刷洗结构简介.103.4.2 轮刷和立刷结构的设计103.4.3 顶刷的结构设计.114 PLC 以及汽车自动清洗装置的 PLC 应用124.1 PLC 的定义 134.2 PLC 的的发展历程 134.3 PLC 的特点 134.4 汽车自动清洗装置中应用 PLC 的优势 145 汽车自动清洗装置 PLC 控制线路设计. 16中北大学 2014 届毕业设计说明书第 II 页共 II 页5.1 设计任务要求165.2 分析任务要求及解决方案166 硬件选型.186.1 PLC
7、产品的比较 186.2 PLC 的选择 207 PLC 控制程序的设计. 217.1 I/O 分析 217.2 I/O 分配表 217.3 PLC 控制接线图 217.4 PLC 控制体型图及语句表 227.5 程序原理分析.22参考文献.23致谢.24中北大学 2014 届毕业设计说明书第 1 页共 26 页1引言引言市场上常见的汽车自动清洗机简介它改变传统高压水枪单相流、 单一介质的清洗原理。采用高速气流配合水硬雾冲洗的新技术（两相流清洗） 。水被微粒化利用，几十倍提高水的利用率，达到节水 90以上，并且集清洗、喷清洁剂、吹干等多功能于一身。小巧手持、随意移动，任何环境均可工作。最大限度的
8、提高单位水量的利用率，并具备一定的冲力和温度，极有效地清除和溶解车身及所有缝隙的灰尘和油污。 （汽车的门边、门缝、车牌、车头发动机组、人手难以触及的沟、缝、细孔等。 ）用水量是水枪的二十分之一，耗能是它的一半，其他设备所无法比拟的是：彻底清洗细微之处；快速吹干功能；无水花飞溅；无满地流水；(洗车后没有污水横流)。清洗车身；洗门缝、门边、发动机组，细微之处显身手；油、泥厚处重的地方也是轻而易举，快速吹干。下面我们以上海某公司的产品为例简单介绍其性能和主要技术参数。表 1.1 型号：XD-518B 地轨式洗车机(经济形)武钢镀锌钢板烤漆机体意大利品质双向涡轮行走系统，2 套台湾合资高功率水泵（配沪
9、产 7.5 电机）NMB旋转喷头配置，7 组合资高压底盘冲洗系统，11 组韩国高压泡沫管路国产钢丝绳管线传动合资电路控制缆，低压分体控制器，达到人电分离国产手阀切换底盘，车身冲洗系统原厂产全方位泡沫喷淋系统（4 组）台湾合资倒车镜及车尾冲洗系统（2 组）台湾合资轮胎钢圈冲洗系统（2 组）武钢产轻轨轨道，静音轨道（可任选其一）机器尺寸 cm85X300X250场地尺寸 cm330X270X600中北大学 2014 届毕业设计说明书第 2 页共 26 页续表 1.1 型号：XD-518B 地轨式洗车机(经济形)耗水量40-60耗电量0.16 元/台清洗液0.05 元/台清洗能力（辆/H）20-30
10、1.1国内外自动清洗技术的现状国内外自动清洗技术的现状国外的自动清洗技术已经有较长的历史，目前国外已经生产出多种新型清洗机。由日本研发生产的台式洗涤装置，适合用于小物品的制造加工，实验室以及检测中心等洗涤小型物件， Simpson 清洗系统公司从 1959 年就开始生产高压冷水清洗机， 并且可根据用户的需求，采用直接转动和皮带转动两种方式，最近，美国推出了 ADF990 型零件清洗机， 使用热水与可分解处理的清洗剂混合的水溶液清洗齿轮、 箱体、 冲模等大型零件；对于流水自动清洗中的汽车自动清洗，国外也已经有许多年的历史，从最初的一桶水一块抹布式的洗车到现在全自动化清洗， 目前我国的多数自动清洗
11、技术前部参照国外技术。如 TEPO-AUTO 全自动清洗机械设备参考德国最先进的技术。利用精湛的工艺，开发出适合中国各地区各类别自动洗车的机械设备。 其电动机械， 电控部分， 传感器分，气动以及气控部很多由德国、意大利等国家原装进口。随着国名经济的迅速增长和社会的快速发，汽车逐步更加广泛的走入普通民众家庭，人民对于车辆的清洗有了更高的要求。现在我国已经有了往复式洗车设备，高压自动洗车机，隧道式洗车机，专业工程机械清洗机，火车专用清洗设备，汽车生产线专用雨淋清洗线，集装箱，油罐车专用清洗设备，特殊车辆清洗设备等一系列清洗机械来满足各种需求。1.2汽车自动清洗技术的发展前景汽车自动清洗技术的发展前
12、景汽车业发展到目前的水平，已经解决了众多的无法实现的难题，今后汽车业的发展速度也会随着社会的快速发展而加快。可能会设计出组合式汽车、无人驾驶汽车等。汽车业的发展对汽车的自动清洗提出了更高的要求。 中国自动洗车业大部分还处于发展的初级阶段，没有一个统一的行业标准，管理混乱，容易产生纠纷和其他问题。从业人员总体素质较低， 同时缺乏专业技术培训和专业技能， 只能从事一些低级简单的体力劳动。政府需逐步规范专业清洗机构和清洗行业， 从而使得清洗服务行业能够持续健康稳定的发展下去。当今社会面临着能源和环境的问题，绿色环保型和节约型必然是未来的汽车中北大学 2014 届毕业设计说明书第 3 页共 26 页自
13、动清洗的发展方向，可以对清洗汽车产生的的污水经过处理后充分再利用。同时，高科技新型 的清洗设备必然会代替现在的清洗设备，使汽车自动清洗行业更加完美化。中国人口众多。随着人们生活水平的提高，汽车已经走入更多的人们的生活，随之发展的就是汽车的服务行业，所以自动洗车必然会发展成为主流，符合人们快节奏的生活和当今社会的发展需求。中北大学 2014 届毕业设计说明书第 4 页共 26 页2 2流水清洗系统的总体设计流水清洗系统的总体设计本次设计主要是针对流水清洗系统中的汽车自动清洗， 目前我国在汽车清洗行业还没有广泛使用流水自动清洗，这与我国当前的基本国情有密切的关系。但随着中国经济的快速发展，人们生活
14、水平的不断提高，快节奏的生活方式，都将促进自动清洗快速发展，并最终代替人工清洗。2.1汽车自动清洗的分类汽车自动清洗的分类汽车自动清洗按工作方式可分为隧道式和往复式两种。隧道式-洗车机不动，汽车在导轨的拖动下，慢速通过洗车机的工作区域。洗车机按照相应的工作指令，完成清洗汽车的工作。如：大型隧道式（大巴、无轨、旅客列车、电车地铁）清洗机；隧道式连续洗车机。往复式-汽车不动，洗车机按照一定的工作程序在导轨上往复移动，同时执行洗车指令的工作方式。如：大（中小）型移动式洗车机和龙门往复式洗车机等。隧道式汽车自动清洗系统是一条由美观的玻璃幕墙包裹的汽车通道， 其外形可以设计成特别醒目的，抢眼的色彩，一般
15、情况下，经营者会把它安装在交通便利的街边，让它起到吸引过往车辆和广告的作用，同时更方便用户洗车，一达到更好的经营效果的目的。隧道式洗车是车辆由传送机带动前进，在车辆经过隧道的短时间内，完成洗车、打蜡、风干等工作程序。其特点是洗车速度快，洗车效果好。洗车流程为：高压冲洗-小刷去泥-底盘冲洗-泡沫喷淋-刷毛清洗-清水清洗-水蜡喷淋-强力风干-完成洗车。往复式洗车机的洗车原理为：车辆进入洗车机后，拉紧手刹，并关好门窗，机器在较短的时间内，往复行走，完成洗车、打蜡、风干等工作程序。虽然洗车速度慢，但相对场地受限，发展落后，相对较小的城镇、县城仍然有着较大的吸引力。洗车流程和隧道式洗车相同。下面我们研究
16、隧道式汽车自动清洗的总体设计参数如表 2.1中北大学 2014 届毕业设计说明书第 5 页共 26 页表 2.1 自动清洗设备的主要性能参数一览表序号指标名称单位数值1轨道长度m152设备尺寸m173.633洗车尺寸m5.52.12.54消耗水量L/台905顶刷支1 支6轮刷支2 支7立刷支2 支8电源24KW 380V9洗车能力台12010控制系统台达 PLC11最大喷射压力MPa2.42.2隧道式汽车自动清洗的总体设计参数隧道式汽车自动清洗的总体设计参数本次设计的流水清洗中汽车自动清洗系统是隧道式清洗，清洗对象主要是微型车、越野车、商务车、小型家庭轿车以及轿车等。各种性能指标以及参数依据各种车型的数据来确定。洗车过程是：当汽车被传送带带到“隧道”中后，通过检测确定到达轮刷位置后，启动轮刷清洗高压水刀，对车轮和周边的区域高压冲洗，把轮毂和周边的沙砾、灰尘冲洗掉。然后双头喷嘴高压水刀对车身顶部、两侧进行冲洗。重点在于汽车前部和后备箱的清洗。接着汽车经过洗车液喷淋，使洗车液均匀
