洗掃車主要通過液壓系統(tǒng)和電控操作系統(tǒng)來完成道路清潔作業(yè)，其上裝電控系統(tǒng)主要基于PLC**器、單片機(jī)或板卡進(jìn)行洗掃車電氣**系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本文分別利用PLC**器、單片機(jī)對(duì)洗掃車電氣**系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)。

一、**功能需求分析

洗掃車需要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作主要包括：掃盤升降及外擺、掃刷旋轉(zhuǎn)、噴嘴的噴霧降塵、側(cè)噴桿外擺及噴水、吸盤下降及噴水、箱體的升降、箱門的開啟與關(guān)閉、箱體自潔、前后噴霧等。

二、**系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)作業(yè)流程要求，系統(tǒng)**流程如下圖1 所示。系統(tǒng)中使用接近開關(guān)來檢測(cè)掃盤、側(cè)噴桿、噴桿、吸盤、垃圾箱等部件的動(dòng)作到位；同時(shí)，通過燈光、聲音報(bào)**來提醒駕駛員垃圾箱污水滿、清水箱水位過低，起到安全、**示作用。

圖1 洗掃車工作流程

（1）基于PLC的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

PLC**簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)方便、通用性強(qiáng)，洗掃車上裝**系統(tǒng)方案如下圖2所示。

圖2 **方案

在完成**系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)后，進(jìn)行PLC**系統(tǒng)硬件選型，建立PLC的I/O地址分配，確定**器型號(hào)，完成PLC的電路接線圖，設(shè)計(jì)的上裝電控系統(tǒng)電路圖如下圖3所示。

圖3 電路原理圖

完成PLC電控系統(tǒng)硬件選型及設(shè)計(jì)后，選擇西門子Simatic line觸摸屏，集成以太網(wǎng)口，支持Modbus RTU通訊協(xié)議，通過組態(tài)軟件Wincc Flexible smart，可以很方便的進(jìn)行人機(jī)交互**，如下圖4所示。

圖4 HMI人機(jī)交互

（2）基于單片機(jī)的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

STM32系列單片機(jī)可配置有FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、SDIO、ADC、 DAC、RTC、DMA 等外設(shè)及功能，IO口通過重映射可實(shí)現(xiàn)多種功能。根據(jù)本方案設(shè)計(jì)中的輸入輸出I/O**點(diǎn)數(shù)需求，選擇STM32系列STM32F407ZGT6單片機(jī)；觸摸屏選擇國產(chǎn)昆侖通態(tài)MCGS-TPC7062TX，通訊接口多，兼容性好。主要設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的功能有：觸摸屏與單片機(jī)進(jìn)行RS485通訊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；CAN通訊接口可與車輛底盤通訊擴(kuò)展使用；輸出電路主要采用繼電器驅(qū)動(dòng)輸出，更適合驅(qū)動(dòng)電磁閥等大功率器件；輸入電路采用光耦隔離，將其他電壓的元器件降壓隔離后輸入單片機(jī)。整體單片機(jī)電路圖如圖5所示。

圖5 電路原理圖

圖6系統(tǒng)供電

圖7 CAN接口

圖8 RS485接口與HMI通訊

圖9 DO輸出接口

圖10 DI輸入接口

圖11 HMI人機(jī)界面

實(shí)際操作中，單片機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮EMC干擾、散熱、防浪涌等諸多保護(hù)措施，以防止損壞或工作不正常。

三、總結(jié)

洗掃車的上裝電控系統(tǒng)主要根據(jù)PLC、單片機(jī)或者板卡采集輸入信號(hào)、邏輯判斷，**終實(shí)現(xiàn)對(duì)**部件的操作，利用觸摸屏進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)洗掃車的上裝**功能，后續(xù)可通過CAN總線讀取專用車底盤車輛信息進(jìn)行融合**。