西门子CPU 6ES7211-1HE40-0XB0型号规格

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1 行业介绍

在当今的社会中，汽车已经成为了我们生活中不可或缺的一种重要的交通工具。随着我国汽车数量在还快速的增长，跟汽车相关的一些洗车行业也火热发展起来，给人们所提供的机会也越来越多，像洗车店、车辆美容、车辆维修等都成为创业者投资的机会。

现在人们对洗车的认识已经逐渐地发生了变化，尤其是高档车的车主，他们的是需求是非常大，对汽车进行清洗与保养，不仅仅是为了能够维护汽车的寿命，更是为了能够彰显自己的一种身份和地位。

“一根水管一支枪，一块抹布擦一天”的传统洗车方式在当今这个什么都讲究机械化的社会来说是格格不入，因此自动洗车机取代人工洗车是大势所趋，投资者首先要学会的就是“借势”。

另外，车主的消费观念和对汽车服务的认识水平也在快速提升，而自动洗车设备是市场需求的产物，是洗车机行业的一次革命。与此同时，自动洗车行业也逐渐赢得了车主，也赢得了市场。

截至目前，我国的自动洗车市场关注主要集中在东南、中东、华北一带。其中，包括广东、河南、北京、上海等城市。

2 系统设计方案

2.1 方案背景

从综合性价比分析，该系统采用永宏PLC控制器、C3触摸屏和SMC气动比例阀的综合配置性价比较高。本文主要以永宏PLC在自助环保洗车机上的应用为背景，对该方案的硬件设计、软件设计和实施结果（应用效果）等方面进行了详细的阐述和说明。自助环保洗车机的控制系统解决方案如表2-1；

表2-1 自助环保洗车机上的控制系统解决方案

2.2 客户需求

客户需要能在触摸屏上对设备进行操作跟设别运行参数的设置，在运行过程中还能对设备的各项参数进行监控，包括水箱的水位，污水进化液的使用情况，当设备的水箱液位或环保液的余量不足时，会进行报警。客户需要plc的参数能跟服务器进行对接，能在服务器上监控设备的运行状况跟修改设备而的运行参数。

总而言之，自助环保洗车机相比之前市场上自动洗车机跟人工洗车机相比更加的便宜，更加的智能化，更加的环保，能对洗完车后的废水进行回收利用。每台设备不需要专门配合工人，由工人自助付款自助洗车，大大地减少了洗车店的人工成本。自助环保洗车机的具体工艺及功能要求如表2-2；。

表2-2 自助环保洗车机工艺及功能要求

2.3 解决方案

根据控制及工艺要求，自助环保洗车机方案主要包括系统硬件设计和系统软件设计；其中系统硬件设计包括硬件（产品）配置、机械（设备）结构和电气（原理）控制等三部分；系统软件设计包括流程控制、I/O配置和程序设计等三部分；基于上述各项技术指标，；本方案控制系统采用永宏FBs系列功能控制型PLC控制器，拓展输出点之后可以实现128点的I/O点控制；利用I/O点对跟焊接进行控制。上位机采用威纶操作界面，用于进行自动运行监控、手动操作调试、系统参数设置和I/O点监控等用户操作；气缸采用SMC电动比例阀。

自助环保洗车机设计参数如表2-3。

表2-3 自助环保洗车机的设计参数

3 系统硬件设计

自助环保洗车机硬件设计主要包括三部分：硬件（产品）配置、机械（设备）结构和电气（原理）控制；其中硬件配置主要对电气产品的配置进行了阐述说明，机械结构主要对结构的组成和结构的解析进行了阐述说明，电气控制主要对主电路控制和控制电路控制等进行了阐述说明。自助环保洗车机硬件设计架构图如图3-1。

图3-1 自助环保洗车机硬件设计架构图

3.1 硬件配置

自助环保洗车机的控制单元选用永宏FBs-40MAT2-AC 、FBS-4AD拓展模块和FBs-CB5（通讯）模板，同时操作单元选用威纶通10寸触摸屏；控制单元有6个电磁阀；执行单元选用气缸、排水阀、吹气阀和继电器等；检测单元选用温度传感器和压力传感器等。整套配置方案能够帮助客户节约很多系统成本，提高生产效能。自助环保洗车机硬件清单如表3-1；自助环保洗车机硬件配置如图3-2。

表3-1 自助环保洗车机的硬件明细表

图3-2 自助环保洗车机的硬件配置图

3.2 配线结构

该设备是专门根据客户的要求进行开发设计的，相比普通的洗车设备，这套设备增加了废水回收的功能，更加的环保。还增加了二维码付款功能，车主可以自主通过扫码进行付款，自主进行洗车。该设备主要是由2个部分组成，1.洗车机构，分为清水跟泡沫储存桶，跟一个增压桶跟若干个阀门。2.废水回收系统，该系统把洗车的废水进行回收，然后加热环保液体   自助环保洗车机控制部件。

自助环保洗车机的电气控制主要分为电气控制柜分布图和电气控制原理接线图两部分；其中电气控制原理接线图又包括了主电路控制接线图和PLC控制电路接线图。自助环保洗车机的电气（原理）控制的组成方式如图3-3

图3-3 自助环保洗车机的

4系统软件设计

自助环保洗车机的系统软件设计主要包括三部分：流程（工艺&控制）控制、I/O点配置和程序设计；其中流程控制主要对工艺流程和控制流程进行了阐述说明，I/O点配置主要对PLC输入输出点配置进行了阐述说明，程序设计主要对PLC程序和HMI程序进行了阐述说明。自助环保洗车机的系统软件设计架构图如图4-1。

图4-1 自助环保洗车机的系统软件设计架构图

4.1 流程控制

4.1.1 工艺流程

设备总共分为两步流程，环保机构一致都在进行制水跟供水。

第二流程为洗车流程当设备水位跟泡沫液位达到要求，水压达到要求，就可以进行付费，然后进行清洗，客户付费时间到后，设备会自动关闭，只能再付费后才能启动。

4.2 I/O点配置

4.2.1 PLC I/O点配置

根据自助环保洗车机的工艺流程和控制流程的具体要求，进行了永宏PLC程序I/O点配置。自助环保洗车机的永宏PLC输入点配置如表4-1，输出点配置表如表4-2。

表4-1自助环保洗车机PLC输入点配置表

表4-2 自助环保洗车机PLC输出点配置表

5结论（实施结果）

通过现场调试，自助环保洗车机相比原先的设备，有很大的优势。1.相比原先的系统该套系统更加的节能，能对蒸汽进行二次利用，大大降低了客户的成本。2，更加直观跟智能，能在触摸屏上对各个部位的温度进行监控跟设置，系统还能根据生管系统下的订单自动进行温度的调整。还提高了整条产线的自动化程度和生产效率。自助环保洗车机在包装行业领域得到了越来越广泛的应用，以节能环保，便捷方便，更加智能同时也得到了越来越多客户的认可。

1 行业介绍

环境监测是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。早期的环境监测主要采用分析化学的方法对污染物进行分析，但由于环境污染物含量低（通常是ppm或ppb级别）、变化快，实际上是分析化学的发展，后来伴随着自动化行业的发展，环境监测技术也进入自动化、计算机化。本次系统就是很好的体现，利用自动化技术实现环境气候箱内的恒温恒湿，从而实现进一步的检测。

2 系统设计方案

2.1 方案背景

永宏经济型PLC相对于其它品牌的产品，性价比更高，能很好的满足客户。在环境检测气候箱应用中，永宏PLC的应用前景很好。

客户从事多年的环境检测设备行业，根据行业标准提出了以下要求：1、手动模式和自动模式，各自独立工作，在自动模式下由PID自动调控温度湿度，在手动模式下客户可自主选择性控制水塔和水箱的温度。2、控温和控湿俩套PID，互不干扰。3、露点温度通过行业经验转化为对应的湿度（各地海拔不同导致相同温度下湿度可能不一样）。4、水塔、水箱、柜体温度可监控，柜体湿度可监控。5、可显示历史曲线以及实时曲线。6、温度控制精度±0.2，湿度控制精度±1%。

2.2 解决方案

环境检测气候箱系统主要用于控制柜体中温度、湿度、来实现后续气体的检测。根据工艺要求，该系统主要包括系统硬件设计和系统软件设计；其中系统硬件设计包括硬件（产品）配置、机械结构和电气控制等三部分，系统软件设计包括流程控制、I/O配置和程序设计等三部分。

控制系统采用永宏经济型FBs系列PLC控制器，主要完成PID运算，加热制冷等；执行器：压缩机、加热带。上位机推荐采用永宏C3系列HMI操作界面，本次客户由于自身原因使用的是昆仑触摸屏，HMI提供PID设置、报警、曲线显示，用户可随着工艺流程或手动进行各项操作和参数设置。

3 硬件配置

环境检测气候箱的硬件系统由永宏FBs-20MAT2-AC PLC控制器、10寸 HMI触摸屏、FBs-6AD、以及加热带、压缩机、温度仪表、湿度仪表、外围输入输出线路等组成。

4系统软件设计

4.1 工艺流程

整个系统分为俩部分，第一部分为水塔加热水，产生水蒸气，水蒸气通过管道，由循环风机吹动，流到柜体，达到柜体湿度提升，湿度下降控制原理与上相反，湿度需下降时，降低水塔温度，水温下降产生的水蒸气浓度降低，对应的柜体湿度也会降低。第二部分是水箱，水箱中的水流经的管道发布在柜体中，水的流动将柜体中水温下降或上升，原理类似北方暖气系统原理。实际湿度或实际温度低于设定值时，PLC按PID原理逐步调整水塔、水箱的水温，以达到控制效果。

4.2 控制流程

初始化完成一些准备工作，初始值的给定，液位判断等；而后进行数据采集，包括温度、湿度、数据处理，将模块采集值处理为工程所需值；选择手动后，根据相应的手动操作进行相关数据处理后输出；选择自动模式后，进入PID自动调控，当实际值比设定值小时，继续逐步用PID输出控制电加热，直到实际值无限接近与设定值。

5 结论（实施结果）

通过耐心的PID调试，实现了该项目的全部要求。调试水箱控制柜体温度时，比较顺利，PID初值确定的很快，精度控制在要求的0.2℃。但调试水塔控制湿度时遇到了问题，水塔产生的热水蒸气，经由循环风机吹动到柜体，整个传导过程很慢，循环一个柜体的周期要2个小时左右，PID调控出的曲线一直在波动。首先用经典PID调试方法，去掉积分、微分项，调试出理想的P值，再者加上积分项去掉稳态误差，D值有预测的效果，调到一个合适值，曲线波动是比较小了，但是还是有波动，后将柜体采集传感器向管道处移了一点，水蒸气流动速率改成可调节，*后调试趋于稳定，湿度误差稳定在1%。

，永宏PLC应用于环境检测气候箱的项目调试成功，客户对程序功能满意，上图红色曲线为湿度曲线，黄色为温度曲线。