全套畢業(yè)設計汽車自動清洗機PLC控制系統(tǒng)設計

1、全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有 編號編號無錫太湖學院畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文）題目：題目： 汽車自動清洗機汽車自動清洗機 plc 控制控制 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 信機 系系 機械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè)學 號： 0923106學生姓名： 錢 輝 指導教師： 黃 敏 （職稱：副教授 ） 2013 年 5 月 25 日全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）誠誠 信信 承承 諾諾 書書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)設計 是本人在導師的指導下獨立進

2、行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 年 月 日全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有無無錫錫太太湖湖學學院院信信 機機系系 機機械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè)畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計論論 文文 任任 務務 書書一、題目及專題：一、題目及專題：1、題目汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)設計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 隨著我國汽車保有量的持續(xù)增加，汽車清洗作為汽車保養(yǎng)的一個前提工序，就顯得越來越

3、重要。開發(fā)汽車自動清洗機對于節(jié)約水資源和環(huán)境保護，提高勞動生產率具有重要意思。本課題屬工程設計類課題，要求完成汽車自動清洗機的 plc 控制系統(tǒng)設計。通過本設計，可以幫助同學加深對本專業(yè)的相關知識理解和提高綜合運用專業(yè)知識能力。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 了解汽車自動清洗機的工作原理，國內外的研究發(fā)展現(xiàn)狀； 熟練掌握有關計算機繪圖軟件，并繪制有關電路圖紙，編制 plc 控制程序； 熟練掌握 plc 控制系統(tǒng)的知識； 掌握有關工藝流程設計、控制系統(tǒng)主電路、控制電路和電氣元件的選型設計。 四、接受任務學生：四、接受任務學生：全套設計（圖紙）請聯(lián)系

4、 qq 174320523 各專業(yè)都有 機械 93 班班 姓名姓名 錢 輝 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、設計（論文）指導（或顧問）：六、設計（論文）指導（或顧問）：指導教師指導教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名教教研研室室主主任任學科組組長研究所所長學科組組長研究所所長簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名2012 年年 11 月月 12 日日全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有摘摘 要要 隨著我國汽車保有量的持續(xù)增加,汽車清洗行業(yè)也迎來了一個重要的發(fā)展機遇。汽車清洗機是洗車

5、工作必不可少的設備。開發(fā)汽車自動清洗機對于節(jié)約水資源和環(huán)境保護，提高其工作效率具有重要意義。本課題設計，主要通過對汽車自動清洗機功能要求和運行過程的分析，確定了汽車自動清洗機的總體方案。并主要進行了汽車清洗系統(tǒng)電氣和控制系統(tǒng)的設計。針對汽車自動清洗機的特點，本文采用了電機來進行驅動控制。在控制系統(tǒng)部分，應用可編程控制器技術，對汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)進行了硬件設計和軟件控制系統(tǒng)的編程。plc 采用了西門子公司生產的 s7-200 系列可編程控制器，采用了梯形圖的編程語言，實現(xiàn)了汽車自動清洗機的傳動和控制要求，滿足了高效、環(huán)保、安全、可靠和低成本的要求。本文主要論述了以下幾個內容：1、汽

6、車自動清洗機的總體設計方案；2、汽車自動清洗機的電氣系統(tǒng)的設計；3、汽車自動清洗機的 plc 控制系統(tǒng)的設計，其中包括硬件設計和軟件設計。關鍵詞關鍵詞：汽車自動清洗機；電動機；電路圖；可編程控制器；全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有abstractas the amount of cars increases very quickly, the service trades of car are facing a very important chance. car washer is the most important equipment in the proce

7、ss of washing car. it is important to develop automatic car washing machine for conserving water resources and environmental protection, improving their efficiency. in the design of this project, according to analyze the function requirement and the operating process of automatic car washing machine

8、, the overall scheme of the automatic car washer. the detail design of the driving and controlling system of car washer is designed. according to the characteristics of automatic car washing machine, this paper adopted the motor to driving system. in the control system, adopted the technology of sen

9、sor and plc, designed the composition of plc hardware and programmed the controlling software. the plc controller adopted siemens company produces s7-200 series programmable controller, using a ladder diagram programming language, realized the driving and controlling requirements, meet the demand of

10、 the efficiency, environmental protection, safety, reliability and low cost requirements.this paper mainly discusses the following contents:1automatic cleaning machine of automobile overall design;2design of automatic cleaning machine of automobile electrical system;3design of plc control system of

11、the automatic cleaning vehicle, which includes hardware design and software design.key words: automatic cleaning machine for vehicle; motor; circuit diagram; programmable logic controller全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有目目 錄錄摘 要.iabstract.i目 錄.i1 緒論.11.1 研究背景.11.2 汽車自動清洗機的國內外研究現(xiàn)狀.11.3 設計的主要內容.12 汽車自動清洗

12、機的總體方案設計.12.1 汽車自動清洗機總體方案論證.12.2 主要機構的運行過程分析以及設計.12.3 汽車自動清洗機總體方案設計.12.3.1 汽車自動清洗機的組成及主要技術參數(shù).12.3.2 汽車自動清洗機的清洗動作步驟.12.3.3 汽車自動清洗機的總體設計.12.3.4 汽車自動清洗機的控制方案的分析設計.13 汽車自動清洗機的電氣系統(tǒng)的設計.13.1 汽車自動清洗機的控制系統(tǒng)的電路設計.13.2 汽車自動清洗機控制系統(tǒng)中電動機的選擇.14 汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)的設計.14.1 可編程控制器（plc）的組成.14.2 plc 控制系統(tǒng)設計的基本原則和一般步驟.14.2.

13、1 plc 控制系統(tǒng)設計的基本原則.14.2.2 plc 控制系統(tǒng)設計的一般步驟.14.3 汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)的硬件設計.14.3.1 汽車自動清洗機控制要求和控制分析.14.3.2 控制系統(tǒng) i/o 點的確定和 plc 的選型.14.3.3 plc 的 i/o 地址分配表及接線圖.14.4 汽車自動清洗機 plc 控制系統(tǒng)的軟件設計.14.4.1 plc 控制系統(tǒng)軟件設計方法.14.4.2 plc 的編程語言.14.4.3 plc 編程的一般規(guī)則.14.4.4 汽車自動清洗機的工藝流程分析.14.4.5 plc 程序的編制.15 結論與展望.15.1 結論.15.2 不足之處及

14、未來展望.1致 謝.1全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有參考文獻.1附 錄.1全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有1 緒論緒論1.1 研究背景研究背景 自從 19 世紀第一輛汽車誕生以來，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術的發(fā)展有了質的飛躍，隨著時代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對汽車的需求量也逐漸加大，據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，截止 2011 年年末，全國民用汽車保有量達到 10578 萬輛（包括三輪汽車和低速貨車 1228 萬輛） ，比上年末增長 16.4%，其中私人汽車保有量 7872 萬輛，增長 20.4%；民用汽車保有量 4962 萬輛，增長 23.

15、2%，其中私人轎車 4322 萬輛增長 25.5%。汽車產業(yè)已成為國家經濟新的增長點1。隨著汽車數(shù)量的日益增長，老百姓對汽車的消費觀念發(fā)生著巨大的改變，人們從過去單一化的消費觀念轉變?yōu)樽非蠖嘣南M觀念。隨之而來的便是帶動了汽車清洗保養(yǎng)等行業(yè)的發(fā)展，其中汽車的清洗便是不可缺少的內容。汽車清洗可作為汽車美容、保養(yǎng)的一個前期必須工序或者一個獨立的汽車服務項目，有著廣闊的市場前景和可觀的發(fā)展空間。目前，大多數(shù)國內的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。大多數(shù)汽車洗車點通常只是簡單的由人工擦洗或采用高壓水槍沖洗完成。利用人力資源，對汽車進行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對汽車進行沖洗；再在自然光及風等自然

16、條件下，讓清洗的汽車進行自動風干，沒有站房和自動清洗打蠟設備，沒有污水處理設備和污泥處置措施2。雖然可以達到清洗汽車的目的，但過分依賴于勞動力，操作時間長，洗車過程慢，并且浪費了大量的水資源，經濟性差，不適合和洗車業(yè)的發(fā)展需求；而且嚴重影響了城市的市容衛(wèi)生3。目前國內比較大型的汽車美容公司，所擁有的電腦洗車機主雖然實現(xiàn)了汽車的清洗、打蠟、噴漆等自動化工程，但成本比較高，維修周期比較長，投資回收期較長，其自動控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門的汽車清洗行業(yè)，這極大的限制了電腦洗車機的推廣和使用。因此，相對于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ绾螌崿F(xiàn)高效、高質量并且適用于小型工廠的汽車自動清洗裝

17、置，就成了汽車清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。所以，基于市場發(fā)展，節(jié)水和壞境保護以及洗車業(yè)投資和成本控制的角度出發(fā)，開發(fā)一種即滿足汽車清洗速度快、效率高的要求又能滿足節(jié)水環(huán)保且設備投資較低的洗車機，對促進我國汽車清洗美容、汽車保養(yǎng)等產業(yè)的發(fā)展，將具有重要的意義。因此，本次設計就是采用 plc 控制，利用定時器，通過線路的通斷來實現(xiàn)汽車自動清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時它可以高效、準確的完成洗車任務，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當代建設節(jié)約型社會的時代需要。1.2 汽車自動清洗機的國內外研究現(xiàn)狀汽車自動清洗機的國內外研究現(xiàn)狀汽車清洗是近

18、二十年才在我國逐漸發(fā)展起來的新興行業(yè)，具備資金和技術門檻低的特點。由于相關的行業(yè)標準不是十分完備，對場地、環(huán)保、設備、技術、經營管理等方面都缺乏明確的規(guī)定和要求，導致本該被淘汰地洗車方式仍然在洗車市場上大行其道，全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有而無水洗車、全自動電腦化洗車等先進的洗車方式卻在市場份額中占有很小的比例4。目前，城市落后的人丁洗車方式已不能適應現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生與行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經營、專業(yè)化，規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展；中國的洗車行業(yè)健康有序地發(fā)展，當務之急，必須推廣科學的、環(huán)保的、符合中國國情的科學洗車方式，要新的理念、

19、新的思路和新的方法來管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競爭力5。 汽車清洗的主要目的就是把汽車上的灰塵油污清洗干凈，使汽車清潔亮麗。目前常見的洗車方法主要有以下幾種：1、人工洗車：先用抹布蘸水擦濕車身，再涂上洗車液用抹布擦洗一遍，然后用清水沖洗，最后用干抹布吸水、吸干。這種洗車方法不僅會對車身油漆有損傷，降低車身漆面光潔度，而且會造成水資源的浪費及污染環(huán)境。2、高壓清洗機洗車：分為高壓冷水清洗機（圖 1.1）和高壓冷熱兩用清洗機（圖1.2） 。前者用于氣溫較高的南方一帶，后者除了提供常溫的高壓水外，還增加了電加熱裝置，輸出高壓水的溫度可調節(jié)，清潔效果更好，但能耗大，一般僅適于冬季寒冷的地區(qū)使用。但

20、高壓水槍壓力大，易對車身油漆造成傷害，會使車身電路內部進水，銹蝕金屬件，造成電線短路，產生危險。 圖 1.1 高壓冷水清洗機 圖 1.2 高壓冷熱兩用清洗機 3、泡沫清洗機洗車：泡沫清洗機（圖 1.3）與高壓清洗機不同之處在于它輸出的水不但可以增壓（輸出壓力約為 0.10.5mpa） ，而且還能加入專用的清洗劑，再通過壓縮空氣（由空氣壓縮機提供） ，使清洗劑泡沫化，然后從泡沫噴槍噴出，能將泡沫狀的清洗液均勻地涂敷于車身外表，通過化學反應，從而起到極佳的除塵和去油污作用。 4、蒸汽洗車：蒸汽洗車是通過高溫蒸汽洗車機（圖 1.4）將水加熱成蒸汽后，用蒸汽來清洗汽車。其具有節(jié)水、節(jié)能的特點。但由于設

21、備質量問題存在安全性不高，極易產生污水造成污染，洗車效果和效率差的缺點。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有 圖 1.3 氣動泡沫清洗機 圖 1.4 高效電熱蒸汽清洗機 5、全自動電腦洗車機：電腦洗車機是利用電腦控制毛刷和高壓力水霧電腦洗車機是利用電腦控制毛刷和高壓水槍來清洗汽車的一種設備。主要由電路、氣路、水路和機械部分構成。它可通過編制多種洗車程序來完成不同要求地洗車效果。具有洗車效果好，效率高，節(jié)水等特點6。全自動電腦洗車機，順應時代的需要應運而生；它的出現(xiàn)是向傳統(tǒng)洗車方式的挑戰(zhàn)，中國的洗車行業(yè)必須與國際洗車業(yè)接軌，來縮小與國際先進洗車行業(yè)的差距，因此，推廣和應用

22、全自動洗車機勢在必行8。全自動洗車機與現(xiàn)在廣為采用的、落后的人工洗車方式相比，有著無可比擬的優(yōu)點： 1）洗車潔凈：全自動洗車機由程序控制，采用仿形超軟洗滌工具，能排除人為因素，保證洗車質量。 2）安全可靠：全自動洗車機由電腦按設計程序控制全過程的操作，完全避免人工操作引起的人身、設備事故。 3）快捷高效：它極大的提高了洗車的工作效率。 4）不傷漆面：全自動清洗機采用科學合理的棉刷，洗滌過程中不會損傷車身漆面。電腦洗車刷壓力均勻、洗車速度及方向穩(wěn)定，對汽車車身表面漆面造成的損傷很小，遠小于人工洗車造成的損傷。 5）環(huán)保節(jié)水：全自動洗車機可配套使用循環(huán)廢水處理技術，不僅使大部分水循環(huán)使用，減少污水

23、排放量，滿足了環(huán)保要求，而且可以大量節(jié)約水資源。6）節(jié)省人工：全自動洗車機只需要一個人操作，比人工洗車節(jié)省用工量。全自動電腦洗車機在洗車過程中，電腦洗車機是靠壓力傳感器和光電控制器來進行相應洗車工作的。電腦洗車機根據(jù)功能類別主要分為汽車移動式全自動電腦洗車機（隧道式如圖 1.5）和汽車固定式全自動電腦洗車機（龍門往復式）兩類。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有圖1.5 隧道連續(xù)式電腦洗車機1.3 設計的主要內容設計的主要內容 經過對大量的文獻資料的分析整理和市場調查，發(fā)現(xiàn)目前市場上銷售的各類全自動洗車機，從價格、可靠性、節(jié)水環(huán)保、洗車效果等方面綜合考慮分析，都存在不同

24、程度的欠缺。鑒于此，從而設計開發(fā)一種適合國情的汽車固定式全自動洗車機，以滿足市場的需要。本設計課題的主要內容：1、汽車自動清洗機的總體方案設計2、汽車自動清洗機的電氣控制系統(tǒng)的設計3、汽車自動清洗機的plc控制系統(tǒng)的設計全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有2 汽車自動清洗機的總體方案設計汽車自動清洗機的總體方案設計2.1 汽車自動清洗機總體方案論證汽車自動清洗機總體方案論證經過前期的市場調查分析，目前，汽車清洗主要集中在轎車、小型面包車等各種小型客車的外表清洗上，所以本課題設計的自動清洗機主要功能應集中在安全、有效的清洗各種小型客車的外表上。從大體方面入手，汽車的清洗是

25、由車輛和機架（毛刷）的相對運動來完成的8，所以我們有兩種設計方案：1.機架不動，汽車沿軌道前進完成清洗；2.車不動，機架運動完成清洗；第一種方案在機架下方安裝一導軌（或傳送帶） ，由鏈條或者其他工具帶動汽車前進。其特點是各機構按洗車工藝順序分立布置，汽車按照軌道前進依次進入高壓噴淋、清洗液清洗、毛刷清洗和風干等工序，最終完成汽車清洗任務。由于其各個工序分開布置，所以設備占地面積和所需作業(yè)場地很大。其工藝流程如圖2.1所示。圖2.1 汽車移動式洗車機工藝流程 第二種方案汽車不動，清洗機的機架運動，從而帶動頂刷和側刷有規(guī)律性的運動來完成清洗工作。其特點是各工序機構集中于一個工位，同一個工位需要完成

26、所有工序任務。而且通過事先做好的幾類不同的車型所制定好的方案可以很方便的進行清洗。它的優(yōu)點是清洗結構緊湊、簡單、占地面積小，從而降低成本。其工藝流程如圖2.2所示。圖2.2 汽車固定式洗車機工藝流程 不僅如此，第一種方案的清洗機在清洗汽車時隨著車輛的運動水和清洗機要不停的噴灑車輛，無形中就會浪費掉一些水資源以及清洗劑；而第二種方案就能很好的避免水和清洗劑的浪費，在這一運動過程中，汽車是不動的，動的只是清洗機的機架，這樣水和清洗劑就可以很準確的噴向所需的地方。很大程度上減少了水資源的浪費。而且占地高壓噴淋汽車汽車汽車汽車清洗液清洗毛刷刷洗風干汽車毛刷刷洗高壓噴淋風干清洗液清洗全套設計（圖紙）請聯(lián)

27、系 qq 174320523 各專業(yè)都有面積小，成本低、環(huán)保。綜上所說，我決定按照第二種方案進行設計，我們設計一種龍門架往返式運動的汽車自動清洗機。結合當前轎車、小型面包車的外形尺寸，可確定汽車自動清洗機的洗車高度為2000mm，洗車機的洗車寬度為2000mm。這個設備主要由龍門架、一支頂刷和一對側刷（立刷）組成。通過電動、液壓、氣壓裝置對其進行控制。2.2 主要機構的運行過程分析以及設計主要機構的運行過程分析以及設計 由于汽車在整個清洗過程中是固定不動的，為了完成汽車的清洗的任務，清洗機的各部分均需完成各自的相對獨立的功能。由于各部分相對于汽車的相對運動軌跡不同，必須對洗車機各機構進行運動過

28、程分析，以使各機構在時間和空間上能夠協(xié)調工作，保證清洗過程的順利進行。頂刷的作用是對汽車的上表面輪廓進行仿形刷洗9，它的運動包括自身繞中心軸的旋轉運動及與車身輪廓形狀相近的運動(如圖2.3） 。繞中心軸旋轉運動通過電動機來實現(xiàn)。而與車身輪廓相近的運動通過機架的行走及氣缸來完成。圖2.3 頂刷行程軌跡示意圖側刷的作用是完成汽車側面等部位的清洗工作。它的運動主要包括自身繞中心軸轉動和回轉中沿車身的運動。其回轉中心運動軌跡與車身形狀相似（如圖2.4） 。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有圖2.4 側刷運動軌跡示意圖1、2側刷 3汽車2.3 汽車自動清洗機總體方案設計汽車自動

29、清洗機總體方案設計2.3.1 汽車自動清洗機的組成及主要技術參數(shù)汽車自動清洗機的組成及主要技術參數(shù) 汽車自動清洗機的組成：主要由機械系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及水處理循環(huán)系統(tǒng)10組成。本設計汽車自動清洗機的主要技術參數(shù)參見表2-1。表表2-12-1 汽車自動清洗機的技術參數(shù)適用車型轎車、小型面包車等各種小型客車設備尺寸2500mm(長)*2700mm(寬)*2900mm(高)洗車尺寸5000mm(長)*2000mm(寬)*2000mm(高)軌道長度8000mm清洗方式水洗、風干洗車能力20(輛/小時)設備配置頂刷1支、側刷2支、底盤清洗架1組2.3.2 汽車自動清洗機的清洗動作步驟汽車自動清洗

30、機的清洗動作步驟全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有1、汽車停到車位（停車到位） ；2、洗車機開始啟動，開始移動；3、高壓噴頭噴水（水刀）沖掉車體上（包括地盤）的泥土等附著物；4、毛刷清洗車輛表面及輪廓；此步驟中，頂刷向下運動到達汽車的前端表面，同時側刷到位，開始清洗，此過程為清洗車前端。然后側刷與頂刷隨整機一起沿軌道運動，清洗汽車車身及兩側。5、停止洗刷，開啟風干裝置，洗車機沿軌道返回。2.3.3 汽車自動清洗機的總體設計汽車自動清洗機的總體設計1、汽車自動清洗機的總體設計方案汽車自動清洗機的總體方案如圖2.5所示。圖2.5 汽車自動清洗機總體設計方案在本設計方案中，

31、主要plc來控制汽車自動清洗機的工作，通過控制使其完成噴水、刷洗、清洗液清洗以及風干等一系列動作。2、機械部分設計機械系統(tǒng)主要由龍門架（機架） 、導軌、頂刷機構、側刷機構和風干系統(tǒng)等構成。其總體布局如下圖2.6所示。plc 控制汽車自動清洗機高壓噴淋刷子刷洗清洗液清洗風干結束全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有圖2.6 汽車自動清洗機總體布局1軌道、2機架、3頂刷、4側刷、5風干系統(tǒng)3、驅動系統(tǒng)設計驅動系統(tǒng)的作用是根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，將來自液壓和氣壓的各種能轉化為毛刷運動的機械能的系統(tǒng)。本設計中，機架的行走，頂刷、側刷的旋轉和風干系統(tǒng)的運行采用了電氣驅動的驅動方式。

32、頂刷的上下運動和側刷的左右運動通過氣壓驅動的驅動方式。4、控制系統(tǒng)設計控制系統(tǒng)主要通過可編程控制器plc來控制實現(xiàn)。plc是一種工業(yè)控制用的專用計算機。它可以按照邏輯條件和一定的時序、順序產生控制動作，并能夠對來自現(xiàn)場的大量開關量、脈沖、計時、計數(shù)以及模擬量的越限報警等數(shù)字信號進行監(jiān)視和處理。經過50年左右的發(fā)展，plc已經非常成熟與完善11。其具有如下幾個特點：1)可靠性高，抗干擾能力強。2)靈活性強，控制系統(tǒng)具有良好的柔性。3)編程簡單，使用方便。4)控制系統(tǒng)易于實現(xiàn)，開發(fā)工作量少，周期短。5)維修方便。6)體積小，能耗低。7)功能強，性價比高。用戶程序所需要實現(xiàn)的邏輯控制，需要的繼電器、

33、中間繼電器、定時器、計數(shù)器等功能元件都由存儲單元來替代，因而數(shù)量非常大。一臺小型的plc全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有所具備的元件（軟元件）數(shù)量就可以達到成百上千個，相當于過去一個大規(guī)模甚至超過超大規(guī)模的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。另外，plc所提供的軟元件的觸點（如軟繼電器）可以無限次使用，方便地實現(xiàn)復雜的控制功能。同時，plc的連網通信功能有利于實現(xiàn)分散控制、遠程控制、集中管理等功能，與同等規(guī)?；虺杀镜睦^電-接觸器控制系統(tǒng)相比，無論其功能和性能，都具有無可比擬的優(yōu)勢。綜上所說，不難看出，plc控制器有著諸多的優(yōu)點；因此，plc是一種較理想的控制工具。2.3.4 汽車

34、自動清洗機的控制方案的分析設計汽車自動清洗機的控制方案的分析設計汽車自動清洗機主要包括機架行走機構、側刷刷洗機構、頂刷刷洗機構、風干系統(tǒng)、清水管路系統(tǒng)和清洗劑管路系統(tǒng)。龍門架（機架）通過兩臺交流異步電動機作為驅動源。通過控制行走電機的正轉、反轉。使機架前進或后退。同時，為保證汽車清洗機在軌道上運行的安全性、有效性，在軌道兩端特設立兩個行程開關，即一個汽車前端感測開關和汽車后端感測開關，以控制機架行走的范圍。側刷刷洗機構，刷子轉動由兩臺交流異步電動機作為驅動源，通過控制兩臺電機的啟動與停止，來控制刷子的轉動。頂刷刷洗結構，刷子轉動由一臺交流異步電動機作為驅動源，不需要進行正反轉控制。它也是通過控

35、制電機的起停來控制刷子的轉動。風干系統(tǒng)由一臺風機和相應管路組成。它的通斷可通過控制電機的啟動與停止來實現(xiàn)。清水管路系統(tǒng)主要由一臺水泵以及相應的管路組成，水泵的運轉通過控制電機的起停來完成。清洗劑管路系統(tǒng)與清水管路系統(tǒng)相似，也是由一臺水泵和相應的清洗劑管路構成，清洗劑管路工作也是通過控制電機的啟動與停止來實現(xiàn)。總而言之，整個汽車自動清洗機運行需要各個機構相協(xié)調配合，只有這樣，才能保證清洗機安全運行，從而達到安全、高效的清洗車輛的目的。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有3 汽車自動清洗機的電氣系統(tǒng)的設計汽車自動清洗機的電氣系統(tǒng)的設計3.1 汽車自動清洗機的控制系統(tǒng)的電路設

36、計汽車自動清洗機的控制系統(tǒng)的電路設計通過對汽車自動清洗機主要機構的運行過程分析可以確定，機架的行走，頂刷、側刷的轉動、汽車清洗機的供水、風干系統(tǒng)的風機等采用電力驅動的方式。汽車自動清洗機供電電源為三相380v交流電，一共需要8臺異步交流電動機。兩臺行走電機分別由km1、km2和km3、km4控制器正反轉從而實現(xiàn)機架的前進、后退。頂刷電機由km5控制啟動與停止。兩臺側刷電機由km6、km7控制其啟動與停止。清水水泵電機由km8控制啟動和停止。清洗劑泵由km9控制啟動和停止。風干電機由km10控制啟動和停止。同時為進行過載保護，在每個電機線路中加裝一個熱保護器。并在母線上加裝一個熔斷器。其主電路圖

37、如圖3.1所示。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有圖3.1 主電路 3.2 汽車自動清洗機控制系統(tǒng)中電動機的選擇汽車自動清洗機控制系統(tǒng)中電動機的選擇 通過對汽車自動清洗機主要機構的運行過程分析可以確定，機架的行走，頂刷、側刷的轉動、汽車清洗機的供水、風干系統(tǒng)的風機等采用電力驅動的方式。 電動機的選擇包括電動機的功率、種類、電壓、轉速和結構形式選擇等12。1、電動機功率的選擇全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有電動機的功率反映了它的負載能力，對電動機的選擇首先是對電動機功率的選擇。如果選擇的電動機功率過小，則不能是機械設備在正常工作狀態(tài)下運行，無

38、法完成相應的生產任務，電動機在過載條件下運行，會造成電動機損壞或其他機械故障。如果選擇的電動機功率過大，則設備投資費用增加，電動機運行效率下降。電動機的功率選擇選擇應根據(jù)以下原則進行：(1)允許溫升 保證電動機在運行時的實際最高溫度max不高于電動機絕緣材料所允許的的最高溫度a，即 （3.1）amax(2)過載能力 電動機熱慣性大,在短期內承受高于額定功率的負載時所達到的溫度不會高于電動機絕緣材料所允許的最高溫度,有一定的過載能力.但是電動機的最大轉矩tmax(對于異步電動機)或最大電流imax(對于直流電動機)必須大于運行過程中可能出現(xiàn)的最大負載轉矩tlmax和最大負載電流ilmax,即 （

39、對于異步電動機） （3.2）nmltttmaxmax （對于直流電動機） （3.3）niaxliimmaxi式中：m、i為電動機過載能力系數(shù)。 (3)啟動能力 為了保證電動機能夠可靠啟動,必須使 （3.4）nststlttt式中：st為電動機啟動能力系數(shù)；tst為電動機的起動轉矩。根據(jù)負載圖按發(fā)熱理論進行計算來選擇電動機的方法，理論依據(jù)可靠，但計算過程復雜。而且只是在一些假設的條件下得到的；此外，對于大多數(shù)的生產機械來說，找出具有代表性的典型負載圖有困難，因此得到的結果差異往往較大。因而，在電動機的功率選擇中常用：統(tǒng)計法和類比法。 2、電動機類型的選擇滿足生產機械對拖動系統(tǒng)啟動、調速、制動、正

40、反轉、負載等要求，是電動機類型選擇的基本原則。 （1）對于不要求調速、對啟動性能無過高要求的生產機械，應當優(yōu)先選擇一般的鼠籠式異步電動機（如yl、js、y系列等） 。若要求啟動轉矩較大，則可選用高啟動轉矩的鼠籠式異步電動機。 （2）對于要求經常啟動和制動，且負載轉矩較大，還有一定調速要求的生產機械，應考慮選用線繞式異步電動機（如yr、yzr系列等） 。 （3）對于需要幾種速度，而不要求無極調速的生產機械，可選用yd等系列多速異步電動機。 （4）對于需要恒轉速運行的生產機械，且需要補償電網功率因素的場合，應優(yōu)先考慮選用td等系列的同步電動機。 （5）對于需要大范圍無極調速，且要求經常啟動、制動、

41、正反轉的生產機械，則可以選用帶調速裝置的直流電動機或鼠籠式異步電動機、同步電動機。 3、電動機額定電壓的選擇全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有電動機額定電壓與供電電壓一致是電動機額定電壓選擇的基本原則，交流電動機額定電壓應與供電電網電壓一致。直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相一致。4、電動機額定轉速的選擇對于額定功率相同的電動機，額定轉速越高，電動機尺寸、質量和成本越小，因此選用高速電動機較為經濟。因此，在確定電動機額定轉速時應全面考慮各方面的因素，綜合分析做出選擇。5、電動機的結構形式選擇根據(jù)電動機安裝位置的不同，其結構形式可分為臥式（軸是水平的）和立式（軸是豎直

42、的）等種類。根據(jù)電動機與工作機構的連接方便和結構緊湊為原則來選擇電動機的結構形式。根據(jù)電動機工作所適應的環(huán)境條件不同，電動機結構還可以分為開啟式、防護式、封閉式和防爆式四種。依據(jù)以上的原則，本設計系統(tǒng)共需要8臺電動機。其中機架（龍門架）行走電動機2臺，頂刷旋轉電動機1臺，側刷旋轉電動機2臺，風干系統(tǒng)電動機1臺，主水泵電動機1臺，潛水泵電動機1臺。根據(jù)上述的電動機選擇原則，風機、主水泵和潛水泵所使用的電動機均為y系列三相異步電動機。而根據(jù)工況的實際情況，本設計的其他電機也均采用交流異步電動機。汽車自動清洗機的電動機功率，一般情況下無法精確計算，因此我們采用類比法，通過參考其他汽車清洗機的情況。本

43、系統(tǒng)確定選用額定電壓為380v。頂刷電機功率為0.55kw，側刷電機功率為0.55kw，機架行走電機為0.37kw，風機電動機功率為4kw，主水泵電機與潛水泵電機功率均為3kw。綜合考慮汽車清洗機的實際情況，本設計所選定電動機的額定轉速均為1500r/min。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有4 汽車自動清洗機汽車自動清洗機plc控制系統(tǒng)的設計控制系統(tǒng)的設計4.1 可編程控制器（可編程控制器（plc）的組成）的組成plc是一種工業(yè)控制用的專用計算機，在設計理念上，是計算機技術與繼電-接觸器控制電路相結合的產物，因而它與工業(yè)控制對象有非常強的接口能力13。由于plc本質

44、上仍然是一臺適合于工業(yè)控制的微型計算機，所以其基本結構和組成也具備一般微型計算機的特點：以中央處理單元（cpu）為核心，在系統(tǒng)程序（相當于操作系統(tǒng)）的管理下運行。plc與控制對象的接口由專門設計的i/o部件來完成，通常還需要配以專用的供電電源及其他專用功能模塊。plc的基本組成部件如下：1、中央處理器（cpu）2、存儲器單元3、電源單元4、輸入/輸出單元5、接口單元6、外接設備4.2 plc控制系統(tǒng)設計的基本原則和一般步驟控制系統(tǒng)設計的基本原則和一般步驟4.2.1 plc 控制系統(tǒng)設計的基本原則控制系統(tǒng)設計的基本原則對于工業(yè)領域或其他領域的被控對象來說，電氣控制的目的是在滿足其生產工藝要求的情

45、況下，最大限度的提高生產效率和產品質量。為達到此目的，在可編程控制器系統(tǒng)設計時應遵循以下原則： 最大限度地滿足被控對象的要求； 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、適用及維護方便； 保證系統(tǒng)的安全可靠 考慮生產發(fā)展和工藝改進的要求，在選型時應留有適當?shù)挠嗔俊?.2.2 plc 控制系統(tǒng)設計的一般步驟控制系統(tǒng)設計的一般步驟 由于plc的結構和工作方式與一般的微型計算機和繼電器相比各有特點，所以其設計的步驟也不相同，具體設計步驟如下：詳細了解被控對象的生產工藝過程，分析控制要求；根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入/輸出設備；選擇plc機型；分配plc的i/o點，設計i/o連接圖；plc軟

46、件設計，同時可進行控制臺的設計和現(xiàn)場施工；系統(tǒng)調試，固化程序，交付使用。其設計流程如圖4.1所示。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有 圖 4.1 plc 控制系統(tǒng)設計步驟4.3 汽車自動清洗機汽車自動清洗機plc控制系統(tǒng)的硬件設計控制系統(tǒng)的硬件設計 4.3.1 汽車自動清洗機控制要求和控制分析汽車自動清洗機控制要求和控制分析1、汽車自動清洗機的控制要求（1）完成汽車外觀的清洗、風干的自動循環(huán)，并且根據(jù)需要同時進行清洗汽車底盤的工作；（2）在側刷和頂刷沒有到位的情況下，洗車機不能繼續(xù)進行；（3）在洗車機運行費異常的情況下，可停止工作，刷子復位； （4）清洗機行走時不能超

47、越軌道，故應設置行程停止開關，以保證安全運行。2、汽車自動清洗機的控制分析汽車自動清洗機主要包括機架行走機構、側刷刷洗機構、頂刷刷洗機構、風干系統(tǒng)、plc 機器選型和 i/o 設備選擇分析評估控制對象i/o 地址分配電氣系統(tǒng)安裝現(xiàn)場安裝調試連機調試用戶使用編制程序全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有清水管路系統(tǒng)和清洗劑管路系統(tǒng)。龍門架（機架）通過兩臺交流異步電動機作為驅動源。通過控制行走電機的正轉、反轉。使機架前進或后退。同時，為保證汽車清洗機在軌道上運行的安全性、有效性，在軌道兩端特設立兩個行程開關，即一個汽車前端感測開關和汽車后端感測開關，以控制機架行走的范圍。側刷

48、刷洗機構，刷子轉動由兩臺交流異步電動機作為驅動源，通過控制兩臺電機的啟動與停止，來控制刷子的轉動。頂刷刷洗結構，刷子轉動由一臺交流異步電動機作為驅動源，不需要進行正反轉控制。它也是通過控制電機的起停來控制刷子的轉動。風干系統(tǒng)由一臺風機和相應管路組成。它的通斷可通過控制電機的啟動與停止來實現(xiàn)。清水管路系統(tǒng)主要由一臺水泵以及相應的管路組成，水泵的運轉通過控制電機的起停來完成。清洗劑管路系統(tǒng)與清水管路系統(tǒng)相似，也是由一臺水泵和相應的清洗劑管路構成，清洗劑管路工作也是通過控制電機的啟動與停止來實現(xiàn)?？偠灾?，整個汽車自動清洗機運行需要各個機構相協(xié)調配合，只有這樣，才能保證清洗機安全運行，從而達到安全、

49、高效的清洗車輛的目的。4.3.2 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) i/o 點的確定和點的確定和 plc 的選型的選型 1、控制系統(tǒng)的輸入元件和輸出元件的數(shù)量（1）輸入元件的數(shù)量整機的啟動按鈕和停止按鈕各一個，共2個開關量。同時為了防止汽車自動清洗機行走超出軌道，在軌道上安裝一個汽車前端感測控制開關和一個汽車后端感測控制開關，兩個開關量。同時若清洗機在洗刷過程中發(fā)生故障，需安裝一個復位開關，使清洗機復位到原點，從而進行排除故障。因此整個系統(tǒng)共有輸入開關量5點。（2）輸出元件的數(shù)量整個行走機架的前進、后退需要通過電動機的正反轉來控制，因此控制電路中需要控制接觸器2個，即需要輸去開關量2點。水泵噴水、噴灑清洗劑的

50、控制需要2個控制閥，共需要開關量輸出2點。刷子刷洗、風干系統(tǒng)的控制，需要兩個控制閥，開關量輸出2點。因此整個系統(tǒng)共需開關量輸出6點。 2、plc的選型 plc的選型主要有以下兩點：（1）plc容量的選擇， （2）plc機型的選擇。由于生產plc的廠家眾多，實現(xiàn)的功能雖基本相同，但性能、價格和編程語言卻有較大差別，一般從以下幾個方面考慮： 功能方面 價格方面售后服務全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有綜上所述，本系統(tǒng)設計開關量輸入5點，開關量輸出10點?？紤]汽車清洗機的功能和擴展性等綜合因素，故本系統(tǒng)設計選擇西門子s7-200 cpu22x 系列的產品。西門子s7-200

51、 cpu22x系列產品指令豐富、速度快、具有較強的通信能力。根據(jù)經驗公式，并綜合考慮plc的選型定為s7-200 cpu226，其i/o總數(shù)為40點，輸入24點，輸去16點；可帶7個擴展模塊；用戶程序存儲器容量為8kb；內置高速計數(shù)器，具有pid控制器的功能；運行速度快、功能強，適用于要求較高的中小型的控制系統(tǒng)。所以，本系統(tǒng)plc為s7-200 cpu226是非常合適的。4.3.3 plc的的i/o地址分配表及接線圖地址分配表及接線圖1、i/ o地址分配表根據(jù)上文中輸出/輸入量的分析，其i/o地址分配表如下表4-1和表4-2。表4-1 輸入地址分配表輸入信號啟動按鈕sb1i0.0清洗機汽車前端

52、感測開關i0.1清洗機汽車后端感測開關i0.2復位開關sb3i0.3停止開關sb2i0.4表4-2 輸出地址分配表輸出信號清洗機前進 km1、km3q0.0、q0.2清洗機后退 km2、km4q0.1、q0.3頂刷刷洗 km5q0.4側刷刷洗 km6、km7q0.5、q0.6清水泵噴水 km8q1.0噴灑清洗劑 km9q1.1風干動作 km10q1.22、i/o接線圖根據(jù)i/o地址分配表，其i/o接線圖如圖4.2。全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有圖4.2 i/o接線圖4.4 汽車自動清洗機汽車自動清洗機plc控制系統(tǒng)的軟件設計控制系統(tǒng)的軟件設計 4.4.1 plc控

53、制系統(tǒng)軟件設計方法控制系統(tǒng)軟件設計方法 在實際的工作中，軟件的實現(xiàn)方法有很多種，具體使用哪種方法，因人因控制對象而異，以下是幾種常見的方法：1、經驗設計法經驗設計法對于一些比較簡單的控制系統(tǒng)的設計是比較有效的，可以收到快速、簡單的效果。對于比較復雜的系統(tǒng)，經驗法一般設計周期長，不易掌握，系統(tǒng)交付使用后，維護困難，所以，經驗法一般只適合于比較簡單的或與某些典型系統(tǒng)相類似的控制系統(tǒng)的設計；2、邏輯設計法用邏輯設計法設計plc應用程序的一般步驟如下：列出執(zhí)行元件動作節(jié)拍表；繪制電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉移圖；進行系統(tǒng)的邏輯設計；編寫程序；對程序檢測、修改和完善；3順序功能圖法順序功能圖法是首先根據(jù)系統(tǒng)的工

54、藝流程設計順序功能圖，然后再依據(jù)順序功能圖設計順序控制程序。對于每一步的程序段，只需處理極其簡單的邏輯關系，因而這種編全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有程方法簡單易學，規(guī)律性強。設計出的控制程序結構清晰、可讀性好，程序的調試和運行也很方便，可以極大的提高工作效率；s7-200plc采用順序功能圖法設計時，可用順序控制繼電器（scr）指令、置位/復位（s/r）指令、移位寄存器（shrb）指令等實現(xiàn)編程18。綜上所述，本系統(tǒng)設計選用的是西門子s7-200系列，比較上述三種方法，本設計采用順序功能圖法來設計。 4.4.2 plc的編程語言的編程語言 s7-200系列plc主

55、機中有兩類指令集：iec1131-3指令集和simatic指令集。iec1131-3 指令集是國際電工委員會（iec）制定的plc國際標準1131-3 programming language(編程語言）中推薦的標準語言，只能用梯形圖（lad）和功能塊圖（fbd）編程語言，通常指令執(zhí)行時間較長16。simatic指令集是西門子公司專為s7-200 plc設計的編程語言。該指令集中，大多數(shù)指令也符合iec 1131-3標準。simatic 指令集不支持系統(tǒng)完全數(shù)據(jù)類型檢查。使用simatic指令集，可以用梯形圖（lad） 、功能塊圖（fbd）和語句表（stl）編程語言編程17。梯形圖（lad）和

56、功能塊圖（fbd）是一種圖形語言；語句表（stl）是一種類似于匯編語言的文本型語言。1、梯形圖（lad）編程語言梯形圖（lad）是與電氣控制電路相呼應的圖形語言。它沿用了繼電器、觸頭、串并聯(lián)等術語和類似的圖形符號，并簡化了符號，還增加了一些功能性的指令。梯形圖是融邏輯操作、控制于一體，面向對象的、實時的、圖形化的編程語言。通常一個梯形圖中有若干邏輯行（梯級） ，形似梯子，梯形圖因此得名。梯形圖信號流向清楚、簡單、直觀、易懂。2、功能塊圖（fbd）編程語言功能塊圖（fbd）類似于普通邏輯功能圖，一般用一種功能方框表示一種特定的功能，框圖內的符號表達了該功能框圖的功能。功能塊圖（fbd）是圖形化的

57、高級編程語言。功能塊圖通常有若干個輸入端和若干個輸出端。輸入端是功能塊圖的條件，輸出端是功能塊圖的運算結果。功能塊圖（fbd）與梯形圖（lad）可以相互轉換，有時功能塊圖（fbd）和梯形圖（lad）的指令是一樣的。3、語句表（stl）編程語言語句表（stl）是用助記符來表達plc的各種控制功能的。它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言更直觀易懂，編程簡單，因此也是應用很廣泛的一種編程語言。通常梯形圖（lad）程序、功能塊圖（fbd）程序、語句表（stl）程序可有條件的方便地轉換。但是，語句表（stl）可以編寫梯形圖（lad）或功能塊圖（fbd）無法實現(xiàn)的程序。 4.4.3 plc編程的一般規(guī)則

58、編程的一般規(guī)則 1、網絡在梯形圖（lad）中，程序被分成網絡的一些程序段。每個梯形圖網絡是由一個或全套設計（圖紙）請聯(lián)系 qq 174320523 各專業(yè)都有多個梯級組成。功能塊圖（fbd）中，使用網絡概念給程序分段。語句表（stl）程序中，使用“網絡”這個關鍵詞對程序分段。對梯形圖、功能塊圖、語句表程序分段后，就可以通過編程軟件實現(xiàn)它們之間的相互轉換。2、梯形圖（lad）/功能塊圖（fbd）梯形圖中左、右垂直線稱為左、右母線。step 7-micro/win32梯形圖編輯器在繪圖時，通常將右母線省略。在左、右母線之間是由觸點、線圈或功能框組合的有序排列。梯形圖的輸入總是在圖形的左邊，輸出總是

59、在圖形的右邊，因而觸點與左母線相連，線圈或功能框終止右母線，從而構成一個梯級。在一個梯級中，左、右母線之間是一個完整的“電路” ，不允許“短路” 、 “開路” ，也不允許“能流”反向流動。功能塊圖中輸入總是在框圖的左邊，輸出總是在框圖的右邊。3、允許輸入端、允許輸出端在梯形圖（lad） 、功能塊圖（fbd）中，功能框的en端是允許輸入端，功能框的允許輸入端必須存在“能流” ，即與之相連的邏輯運算結果為1（即en=1） ，才能執(zhí)行該功能框的功能。在語句表（stl）程序中沒有en輸入端，但是允許執(zhí)行stl指令的條件是棧頂?shù)闹当仨殲椤?” 。在梯形圖（lad） 、功能塊圖（fbd）中，功能框的eno

60、端是允許輸出端，允許功能框的布爾量輸出，用于指令的級聯(lián)。如果功能框允許輸入端（en）存在“能流” ，且功能框準確無誤的執(zhí)行了其功能，那么允許輸出端（eno）將把“能流”傳到下一個功能框，此時，eno=1。如果執(zhí)行過程中存在錯誤，那么“能流”就會出現(xiàn)錯誤的功能框終止，即eno=0。在語句表（stl）程序中用aeno(andeno)指令詢問，可以產生與功能框的允許輸出端（eno）相同的效果。4、條件/ 無條件輸入條件輸入：在梯形圖（lad） 、功能塊圖（fbd）中，與“能流”有關的功能框或線圈不直接與左母線連接。無條件輸入：在梯形圖（lad） 、功能塊圖（fbd）中，與“能流”無關的功能框或線圈直