CN110200537A - 垃圾坑擦窗机智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了垃圾坑擦窗机智能控制装置，包括电源模块、触摸屏、PLC控制器和伺服放大器，轨道沿厂房侧玻璃窗的排布轨迹设置，擦窗机底部为沿所述轨道行走的擦洗小车，所述触摸屏与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器通过伺服放大器连接所述擦洗小车的伺服电机和所述擦窗机的执行机构，所述轨道两端设置有非接触式接近开关，所述擦洗小车和所述执行机构上设有监测各自运行状态的感应器。本发明能通过在轨道上定义坐标轴的节点位置准确控制擦窗机在各个节点位置擦拭动作，不仅能实现对玻璃的准确擦拭，得到良好的擦拭效果，而且灵活的满足不同的现场需求。

Description

垃圾坑擦窗机智能控制装置

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，具体涉及垃圾坑擦窗机智能控制装置。

背景技术

垃圾焚烧项目中垃圾厂房侧玻璃会经常受到垃圾污染影响通透性，厂房内有害气体太多人无法进去擦拭，要求擦窗机能自动完成擦拭动作。同时根据每个现场的不同情况，需要设计一套灵活的智能控制装置来满足各个现场的不同需求。现有的擦窗机在实现对玻璃擦拭时，定位和运动机构复杂，需要通过一系列感应器检测擦窗机自身的位置，并将自身坐标与实际位置进行对比，由于垃圾厂房的环境比较复杂，定位困难且不准确，因此难以实现对玻璃的准确擦拭，因此擦拭效果难以满足需要。

发明内容

本发明的目的在于提供垃圾坑擦窗机智能控制装置，以解决现有技术中擦窗机无法有效对自身进行定位，难以实现对玻璃的准确擦拭，擦拭效果难以满足需要的问题。

所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，包括电源模块、触摸屏、PLC控制器和伺服放大器，轨道沿厂房侧玻璃窗的排布轨迹设置，擦窗机底部为沿所述轨道行走的擦洗小车，所述触摸屏与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器通过伺服放大器连接所述擦洗小车的伺服电机和所述擦窗机的执行机构，所述轨道两端设置有非接触式接近开关，所述擦洗小车和所述执行机构上设有监测各自运行状态的感应器；

所述触摸屏用于输入操作指令、设置参数、显示擦窗机状态信息；

所述PLC控制器用于计算伺服控制参数、控制擦洗小车和执行机构运行、获取擦窗机状态信息；

所述伺服放大器用于根据PLC控制器发出的指令控制所述擦洗小车和所述擦窗机的运行；

所述感应器用于采集擦洗小车和执行机构的动作状态；

所述非接触式接近开关用于确定擦洗小车是否到达轨道上实际的原点和末端位置；

在所述的PLC控制器中，将擦窗机的运行轨迹定义成一个坐标轴，擦窗机的起点即轨道上设有非接触式接近开关的一端定义为这个坐标轴的原点，而轨道上设有非接触式接近开关的另一端为末端，这样擦窗机在运行过程中距离起点多远在触摸屏上形象地以坐标的方式显示出来，根据擦窗机的坐标信息来设计擦窗机到达各个各节点位置时的动作，编辑设定程序。

优选的，所述触摸屏包括主操作模块和参数设置模块；

所述主操作模块包括手动模式操作模块和自动模式操作模块，并能在手动模式和自动模式间切换，所述手动模式操作模块通过主界面中的按钮手动输入操作指令，所述自动模式操作模块调取存储的参数执行设定程序，控制擦窗机完成整个擦窗流程；

所述参数设置模块用于在参数设置界面中对自动模式下的参数进行录入、修改和删除，所述参数包括末端到原点的距离，每个节点位置到原点的距离，到达每个节点位置执行机构的执行的擦拭动作、所述擦洗小车的空载速度和擦窗速度。

优选的，所述主操作模块还包括原点查找模块，用于控制擦窗机查找原点，所述原点查找模块控制擦窗小车朝原点的方向移动，到达轨道的实际原点位置时通过非接触式接近开关发出的信号重新确定轨道的坐标原点。

优选的，所述PLC控制器通过脉冲输出MAP库指令安装所述擦窗机的工作流程建立伺服控制程序，距离原点最远和最近的窗框分别为擦拭区域的起始和结束位置，各个窗框对应轨道的坐标位置为各个节点位置。

优选的，所述触摸屏还包括报警模块，报警模块用于存储和显示报警信息和对擦窗机状态信息进行监测判断是否符合报警信息对应的故障情况，所述报警模块在报警界面中显示报警信息。

优选的，所述擦窗机(1)的执行机构包括增压水泵、喷水阀和正面雨刷，所述擦拭动作包括所述增压水泵的开启关闭动作、所述喷水阀的开启关闭动作、所述正面雨刷的压下抬起动作；

自动模式下所述擦窗机(1)在垃圾坑擦窗机智能控制装置控制下的工作流程为：

S1、回到轨道(2)的坐标原点；

S2、对水箱补水；

S3、水补满后前进到轨道(2)的末端；

S4、往回移动到擦拭区域后开始喷水同时压下正面雨刷；

S5、往回移动到窗框抬起正面雨刷；

S6、往回移动通过窗框后再次压下正面雨刷；

S7、重复S4-S6，直至到达最接近原点的窗框处；

S8、抬起正面雨刷和摇臂雨刷，停止喷水；

S9、执行机构复位后擦窗机(1)移动回到轨道(2)的坐标原点。

优选的，所述擦窗机(1)的执行机构还包括用于擦洗窗框下侧的副窗的摇臂雨刷，所述擦拭动作包括摇臂雨刷的压下抬起动作，当所述擦窗机(1)到达具有所述副窗的擦拭区域后，所述步骤S4中会同时压下摇臂雨刷，在步骤S5中会抬起摇臂雨刷。

优选的，所述PLC控制器通过高速脉冲输出通道发送伺服电机运行中所需要的脉冲数和脉冲频率，利用脉冲串输出控制伺服电机的转速和转向。

优选的，所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器、所述伺服放大器集成在一个控制箱内，所述控制箱中还设有WMC集成组件，所述WMC集成组件中集成有高速PNP转NPN脉冲信号转换模块用于实现所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器和所述伺服放大器之间的电气连接。

优选的，所述触摸屏还包括操作说明模块用于存储和显示操作说明。

本发明有下列优点：

1、通过轨道约束擦窗机沿轨道移动后，本擦窗机智能控制装置通过将擦窗机的运行轨迹定义成一个坐标轴，通过擦窗小车上的感应器能准确测得擦窗机距离原点的距离，因此能通过在轨道上定义坐标轴的节点位置准确控制擦窗机在各个节点位置擦拭动作，节点位置之间为工作行程，通过擦窗机智能控制装置能根据每个现场的不同情况来设计各个节点位置擦拭动作，不仅能实现对玻璃的准确擦拭，得到良好的擦拭效果，而且灵活的满足不同的现场需求。

2、本方案具有手动模式和自动模式两种方法实现擦拭玻璃，因此能先通过手动模式控制擦窗机对玻璃进行擦拭，此过程中记录各个擦拭动作执行的节点位置坐标，并将相应的节点位置的坐标、擦窗机的行走速度、擦拭动作等输入到参数设置模块中，这样自动模式下就能根据上述参数实现准确的玻璃擦拭，设置方式直观准确，涉及计算过程少，便于控制装置实现。

3、通过原点查找模块能在行走位置发生错误或长期不使用后对坐标轴的原点进行重新确定，避免因为坐标轴原点偏离实际原点位置产生节点位置误差，提高了控制装置的可靠性。

4、通过触摸屏上的组态程序，实现人性化的操作界面设计，是集操作按钮、参数设置、报警信息、使用说明等界面为一体，擦窗机的所有操作都集中在一块小小的屏幕上，让使用变得更加简单。

5、WMC(window cleaner motion control擦窗机运动控制)集成组件来实现控制柜中各个元器件间的电气连接，代替了常规模式的复杂走线，一定程度上减少了传统方式下的接线工作量。同时将高速PNP转NPN脉冲信号转换模块集成到WMC集成组件中，优化了柜内的元器件散件配置。电控柜内WMC集成组件的设计使用，有效提升了电控柜的集成布置、现场调试、日常维护等工作，更为日常系统的故障诊断查询处理提供了快速便捷通道。

附图说明

图1为使用本发明的擦窗机系统的模块连接图；

图2为本发明进入主操作模块时触摸屏显示的主界面；

图3为本发明进入参数设置模块时触摸屏显示的参数设置界面；

图4为本发明进入报警模块时触摸屏显示的报警界面；

图5为本发明进入操作说明模块时触摸屏显示的操作说明界面；

图6为使用本发明的擦窗机系统中轨道和擦窗机的布置图。

上述附图中的附图标记为：1、擦窗机，2、轨道，3、原点处的非接触式接近开关，4、末端的非接触式接近开关。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-6所示，本发明提供了一种擦窗机智能控制装置，包括电源模块、触摸屏、PLC控制器和伺服放大器，轨道2沿厂房侧玻璃窗的排布轨迹设置，擦窗机1底部为沿所述轨道2行走的擦洗小车，所述触摸屏与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器通过伺服放大器连接所述擦洗小车的伺服电机和所述擦窗机1的执行机构，所述轨道2两端设置有非接触式接近开关，即原点处的非接触式接近开关3和末端的非接触式接近开关4，所述擦洗小车和所述执行机构上设有监测各自运行状态的感应器。

所述触摸屏用于输入操作指令、设置参数、显示擦窗机状态信息。触摸屏为西门子SMART 1000V3触摸屏，“西门子SMART 1000V3触摸屏”的组态程序能实现人性化的操作界面设计，是集主操作模块、参数设置、报警信息、使用说明等界面为一体，主操作模块直接通过触摸屏上的操作按钮操作，擦窗机1的所有操作都集中在一块小小的屏幕上，让使用变得更加简单。

所述PLC控制器用于计算伺服控制参数、控制擦洗小车和执行机构运行、获取擦窗机状态信息。PLC控制器为西门子S7-200PLC或S7-200SmartPLC，分别开发两套程序，西门子S7-200PLC运用S7-200PLC编程软件中的MAP库进行开发，西门子S7-200SmartPLC运用编程软件中的Motion Control Wizard功能开发了，这两套程序都包含了伺服控制参数的计算、一键式自动擦窗的顺控、自动报警等功能。

所述伺服放大器用于根据PLC控制器发出的指令控制所述擦洗小车和所述擦窗机1的运行。伺服放大器为三菱MR-JE-40A伺服放大器，擦洗小车采用三菱HG-KN43J-S100电机，执行机构包含补水阀、正面雨刷、摇臂雨刷、增压水泵、喷水阀等。这样通过合理的放大器、电机的合理选型，再针对不同项目现场伺服机械参数的调整，让电机的性能发挥到极致。在擦拭过程中配合伺服电机的运行轨迹设计正面雨刷、摇臂雨刷、增压水泵等执行机构的动作，让擦窗机1的工作更加稳定更加精确。正面雨刷用于擦洗擦窗机1正面的窗玻璃，厂房的侧玻璃窗大部分都通过正面雨刷擦洗，但部分区域侧玻璃窗还包括正面的窗框下方的副窗，且副窗有的倾斜一定角度，因此对有副窗的区域要用摇臂雨刷对副窗进行擦洗。

所述感应器用于采集擦洗小车和执行机构的动作状态。

所述非接触式接近开关用于确定擦洗小车是否到达轨道2上实际的原点和末端位置。

在所述的PLC控制器中，将擦窗机1的运行轨迹定义成一个坐标轴，擦窗机1的起点即轨道2上设有非接触式接近开关的一端定义为这个坐标轴的原点，而轨道2上设有非接触式接近开关的另一端为末端，这样擦窗机1在运行过程中距离起点多远在触摸屏上形象地以坐标的方式显示出来，根据擦窗机1的坐标信息来设计擦窗机1到达各个各节点位置时的动作，编辑设定程序。

所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器、所述伺服放大器集成在一个控制箱内，所述控制箱中还设有WMC(window cleaner motion control擦窗机运动控制)集成组件，所述WMC集成组件中集成有高速PNP转NPN脉冲信号转换模块用于实现所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器和所述伺服放大器之间的电气连接。

WMC集成组件来实现控制柜中各个元器件间的电气连接，代替了常规模式的复杂走线，一定程度上减少了传统方式下的接线工作量。同时将高速PNP转NPN脉冲信号转换模块集成到WMC集成组件中，优化了柜内的元器件散件配置。电控柜内WMC集成组件的设计使用，有效提升了电控柜的集成布置、现场调试、日常维护等工作，更为日常系统的故障诊断查询处理提供了快速便捷通道。

一、上位机“西门子SMART 1000V3触摸屏”的组态程序：

所述触摸屏包括主操作模块、参数设置模块、报警模块和操作说明模块。所述主操作模块包括手动模式操作模块和自动模式操作模块，并能在手动模式和自动模式间切换。

所述主操作模块还包括原点查找模块，用于控制擦窗机1查找原点，所述原点查找模块控制擦窗小车朝原点的方向移动，到达轨道2的实际原点位置时通过非接触式接近开关发出的信号重新确定轨道2的坐标原点。

如图2所示，进入主操作模块触摸屏显示主界面，在主界面上可通过“手/自动旋钮”来切换机器的手自动模式，自动模式下，当机械准备完毕一切就绪后，点击“自动启动”按钮，擦窗机1将调取存储的参数执行设定程序，自动完成一整套的擦窗流程；手动模式下，可单独控制擦窗机1的前进、后退、正面雨刷、摇臂雨刷等设备的开关。主界面上还显示了擦窗机1距离原点实时距离、雨刷、水箱液位状态等信息，同时还可在主界面上设置擦窗机1的擦窗速度。此外还可通过主界面进入参数设置模块、报警模块和操作说明模块。

自动模式下所述擦窗机1在垃圾坑擦窗机智能控制装置控制下的工作流程为：

S1、回到轨道2的坐标原点；

S2、对水箱补水；

S3、水补满后前进到轨道2的末端；

S4、往回移动到擦拭区域后开始喷水同时压下正面雨刷；

S5、往回移动到窗框抬起正面雨刷；

S6、往回移动通过窗框后再次压下正面雨刷；

S7、重复S4-S6，直至到达最接近原点的窗框处；

S8、抬起正面雨刷和摇臂雨刷，停止喷水；

S9、执行机构复位后擦窗机1移动回到轨道2的坐标原点。

当所述擦窗机1到达具有所述副窗的擦拭区域后，所述步骤S4中会同时压下摇臂雨刷，在步骤S5中会抬起摇臂雨刷。通过这种方式对副窗进行擦洗。

所述参数设置模块用于在参数设置界面中对自动模式下的参数进行录入、修改和删除，所述参数包括末端到原点的距离，每个节点位置到原点的距离，到达每个节点位置执行机构的执行的擦拭动作、所述擦洗小车的空载速度和擦窗速度。

如图3所示，参数设置界面显示本控制装置中预设了十五段擦窗机1的工作行程，每段工作行程的起始位置(即节点位置)、擦拭动作均可在触摸屏上进行设置，可根据每个现场的不同情况来设计动作从而灵活的满足不同的现场需求。在该界面中。本装置可以对进入参数设置模块设置严格的管理权限，要求修改参数动作需要专业的用户名密码登录，以防止其他人员的误操作。

参数设置步骤：

首先从主操作模块进入手动模式，点击按钮使擦窗机1运行至轨道2的末端(擦窗机1开始擦窗的起始位)，实际位置通过末端的非接触式接近开关4的反馈信号能及时确认，将此时画面显示的“离原点”距离记录并在参数设置时输入到“末端至原点”的参数上，然后再依次手动点击按钮使擦窗机1分别运行至擦窗机1每段工作行程的起始位(位置1、2、3等)，记录下每个位置离原点的距离然后参数设置时依次进行参数设置，通过拨动“正面雨刷按钮”和“摇臂雨刷按钮”来设置擦窗机1每段工作行程正面雨刷和摇臂雨刷执行什么动作。

所述触摸屏还包括报警模块，报警模块用于存储和显示报警信息和对擦窗机状态信息进行监测判断是否符合报警信息对应的故障情况，所述报警模块在报警界面中显示报警信息。

如图4所示，报警界面的视图可显示15条最新的报警信息，而本控制装置中一共可存储1000条报警信息。报警信息包含报警时间、报警状态和报警文本，该界面中还可点击按钮在此界面中弹出“报警说明及故障排除”的子画面，方便维护人员的日常维护检修。

所述触摸屏还包括操作说明模块用于存储和显示操作说明。如图5所示，本控制装置的使用说明书的文本资料，集成到了这幅界面里，可通过该界面中翻页的按钮来选择查看本控制装置的使用说明书。

二、下位机“西门子S7-200PLC/S7-200SmartPLC”的控制程序：

1、伺服运动控制模式的选择：

西门子PLC提供了三种方式的开环运动控制：脉宽调制(PWM)模式和脉冲串输出(PTO)模式、EM253位控模块。在本方案中，我们针对性的应用了脉冲串输出(PTO)这种模式来控制伺服电机，通过PLC的高速脉冲输出通道发送伺服电机运行中所需要的脉冲数和脉冲频率。

一个周期内，一半时间高电平、一半时间低电平，称为一个完整周期的脉冲。脉冲控制就是由一系列n个连续的脉冲，如：伺服电机的设置为电机转一圈需要1000个脉冲，则PLC发送给伺服电机1000个脉冲电机就会转一圈。脉冲频率值的意义是：每1秒所产生的脉冲个数。频率值f越大，那么每秒产生的脉冲个数越多，则电机转的越快；频率值f越小，那么每秒产生的脉冲个数越少，则电机转的越慢。

在擦窗机控制程序中，我们通过上位机的触摸屏上擦窗机1擦窗速度的设定以及擦窗机1的擦窗距离来计算出对应需要发出的脉冲频率和脉冲数，从而精准的控制擦窗机1的动作。同时，根据擦窗机1已发出的脉冲数以及脉冲频率，来计算出擦窗机1当前运动的位移量及实时的擦窗速度显示在上位机触摸屏上。形成一个闭环的精准的伺服控制系统。

2、电子齿轮比等伺服控制参数的计算：

擦窗机1在现场导轨上齿轮行走一圈产生的位移为376.8mm，齿轮与伺服电机之间是链动，加了一个减速比为20的减速机，所以伺服电机转一圈擦窗机1产生的位移为376.8mm/20＝18.84mm；擦窗机1现场运行速度的工艺要求为5-15m/min，5m/min＝83.33mm/s，15m/min＝250mm/s。我们选型的两款西门子PLC最大脉冲输出频率为100kHz,所选型的三菱伺服放大器的分辨率为131072p/r。综合计算后，我们将电子齿轮比的分子设为16384，分母设为625。电子齿轮比分子/电子齿轮比分母＝16384/625＝编码器分辨率/电机旋转一圈所需要的脉冲数(脉冲当量)＝131072/脉冲当量，脉冲当量＝5000。当擦窗机1以5m/min运行时，对应的PLC的脉冲速率为22120p/s＝22.12kHz；当擦窗机1以15m/min运行时，对应的PLC的脉冲速率为66340p/s＝66.34kHz；PLC的最大脉冲输出频率为100kHz，完全能够满足擦窗机1的控制要求。

3、基于西门子S7-200PLC编程软件中的脉冲输出MAP库指令的伺服控制程序：

作为本控制装置的一个实施例，PLC控制器采用西门子S7-200PLC。西门子S7-200PLC的编程软件提供了运动控制向导的方式来组态伺服的动作，这种方式组态伺服的动作不够灵活，因为智能擦窗机1需要预设15段运动轨迹，且每段的行程距离、速度可能都不一样，在这样的情况下，我们舍弃了相对简单的运动控制向导而选择了比较灵活的脉冲输出MAP库指令来组态我们的伺服控制程序。

在整套擦窗机1的伺服控制系统中，我们将擦窗机1的运行轨迹定义成一个坐标轴，擦窗机1的起点定义为这个坐标轴的原点，这样擦窗机1在运行过程中距离起点多远可以形象的在触摸屏上以坐标的方式显示出来，同时我们可以根据擦窗机1的坐标信息来设计擦窗机1的动作。

程序中，我们分别运用了MAP库中的“Q0-x-CTRL”指令来设置该套伺服控制程序的全局参数；“Q0-x-Home”指令来触发擦窗机1查找原点的动作；

“Q0-x-MoveAbsolute”指令来组态擦窗机1的自动运行动作，让擦窗机1以指定的速度，运动到指定的绝对位置；“Q0-x-MoveVelocity”指令来组态擦窗机1的手动运行动作，让擦窗机1按照指定的速度、方向运动；“Q0-x-Stop”指令来让擦窗机1紧急停止运动；除以上指令外，整套伺服程序中还使用了一些其他的指令一起来组态伺服的动作。

4、基于西门子S7-200SmartPLC编程软件中的Motion Control Wizard功能组态的伺服控制程序：

作为本控制装置的另一个实施例，PLC控制器采用西门子S7-200SmartPLC。西门子S7-200SmartPLC的编程软件中，我们运用了它的Motion Control Wizard功能，在这个功能里面，我们可以将伺服控制程序中的一些重要参数(如：伺服起始速度、最大速度、加减速时间、脉冲当量、原点搜索动作等)事先进行设置，在后面的程序开发过程中，省去了很多参数计算及参数设置的步骤，让整个伺服的程序变得更加简明。

在该套擦窗机1的伺服控制系统中，我们同样将擦窗机1的运行轨迹定义成一个坐标轴，擦窗机1的起点定义为这个坐标轴的原点，这样擦窗机1在运行过程中距离起点多远可以形象的在触摸屏上以坐标的方式显示出来，同时我们可以根据擦窗机1的坐标信息来设计擦窗机1的动作。

程序中，我们运用了该Motion Control Wizard为运动轴创建的子例程

“AXISx-MAN”来将伺服的运动切换为手动模式，且通过该子例程让擦窗机1按不同的速度运行，或沿前进的方向或后退的方向以最小速度移动，用

“AXISx-GOTO”子例程来控制擦窗机1的绝对位置，用“AXISx-RSEEK”子例程来触发擦窗机1查找原点的动作。除以上子例程外，整套伺服程序中还使用了一些其他的指令一起来组态伺服的动作。

5、智能擦窗机控制系统程序：

在上述任一伺服控制程序的基础上，结合伺服电机当前的位置信息，根据前述的擦窗机1的工作流程来设计擦窗机1在轨道2上每个动作的触发条件。当擦窗机1运行至玻璃的端点位置(即到达擦拭区域)时停下，下一步即将擦正面窗户，此时打开增压水泵、打开正面喷水阀、打开正面雨刷，雨刷根据触摸屏上设定的行程时间而向玻璃侧前进对应的时间，当雨刷到位后，驱动擦窗机1向前行走，行至到玻璃的末端(即窗框处)，擦窗机1停止，关正面喷水阀、关增压水泵、关正面雨刷，正面雨刷退至退限位时，此段行程结束，擦窗机1开始下一段的行程。程序中，预设了十五段自动擦窗的行程，每段行程的起始位置动作信息均在触摸屏上设置，设置完毕后程序将自动储存，自动运行时程序将会根据已设定的信息来执行擦窗机1的动作。

6、伺服放大器的参数设置：

擦窗机1被运用在不同的垃圾焚烧项目现场，现场轨道2角度、阻力等参数都不相同，在现场调试时，我们通过三菱的伺服放大器控制软件，设置完常规的伺服控制参数后，利用其一键式调整功能，来进行伺服电机的负载惯量比估算、增益调整、机械共振控制等，可使伺服性能发挥至极致的各种调整。调整后可正定时间和过冲量确认调整结果。一键式调整后，再通过手动设定进一步提升电机的性能，让擦窗机1的运行更加的稳定。

7、擦窗机电控系统电控箱：

将西门子SMART 1000V3触摸屏、西门子S7-200PLC/S7-200SmartPLC、三菱MR-JE-40A伺服放大器、电源等电控模块集成在一个控制箱内，包含了西门子PLC与触摸屏的通讯、西门子PLC与伺服放大器的通讯等。柜内部件布置方面，重点规划设计了WMC(windowcleaner motion control擦窗机运动控制)集成组件来实现控制柜中各个元器件间的电气连接，代替了常规模式的复杂走线，一定程度上减少了传统方式下的接线工作量。同时将高速PNP转NPN脉冲信号转换模块集成到WMC集成组件中，优化了柜内的元器件散件配置。电控柜内WMC集成组件的设计使用，有效提升了电控柜的集成布置、现场调试、日常维护等工作，更为日常系统的故障诊断查询处理提供了快速便捷通道。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：包括电源模块、触摸屏、PLC控制器和伺服放大器，轨道(2)沿厂房侧玻璃窗的排布轨迹设置，擦窗机(1)底部为沿所述轨道(2)行走的擦洗小车，所述触摸屏与所述PLC控制器相连，所述PLC控制器通过伺服放大器连接所述擦洗小车的伺服电机和所述擦窗机(1)的执行机构，所述轨道(2)两端设置有非接触式接近开关，所述擦洗小车和所述执行机构上设有监测各自运行状态的感应器；

所述触摸屏用于输入操作指令、设置参数、显示擦窗机状态信息；

所述PLC控制器用于计算伺服控制参数、控制擦洗小车和执行机构运行、获取擦窗机状态信息；

所述伺服放大器用于根据PLC控制器发出的指令控制所述擦洗小车和所述擦窗机(1)的运行；

所述感应器用于采集擦洗小车和执行机构的动作状态；

所述非接触式接近开关用于确定擦洗小车是否到达轨道(2)上实际的原点和末端位置；

在所述的PLC控制器中，将擦窗机(1)的运行轨迹定义成一个坐标轴，擦窗机(1)的起点即轨道(2)上设有非接触式接近开关的一端定义为这个坐标轴的原点，而轨道(2)上设有非接触式接近开关的另一端为末端，这样擦窗机(1)在运行过程中距离起点多远在触摸屏上形象地以坐标的方式显示出来，根据擦窗机(1)的坐标信息来设计擦窗机(1)到达各个各节点位置时的动作，编辑设定程序。

2.根据权利要求1所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述触摸屏包括主操作模块和参数设置模块；

所述主操作模块包括手动模式操作模块和自动模式操作模块，并能在手动模式和自动模式间切换，所述手动模式操作模块通过主界面中的按钮手动输入操作指令，所述自动模式操作模块调取存储的参数执行设定程序，控制擦窗机(1)完成整个擦窗流程；

所述参数设置模块用于在参数设置界面中对自动模式下的参数进行录入、修改和删除，所述参数包括末端到原点的距离，每个节点位置到原点的距离，到达每个节点位置执行机构的执行的擦拭动作、所述擦洗小车的空载速度和擦窗速度。

3.根据权利要求2所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述主操作模块还包括原点查找模块，用于控制擦窗机(1)查找原点，所述原点查找模块控制擦窗小车朝原点的方向移动，到达轨道(2)的实际原点位置时通过非接触式接近开关发出的信号重新确定轨道(2)的坐标原点。

4.根据权利要求3所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述PLC控制器通过脉冲输出MAP库指令安装所述擦窗机(1)的工作流程建立伺服控制程序，距离原点最远和最近的窗框分别为擦拭区域的起始和结束位置，各个窗框对应轨道(2)的坐标位置为各个节点位置。

5.根据权利要求4所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述触摸屏还包括报警模块，报警模块用于存储和显示报警信息和对擦窗机状态信息进行监测判断是否符合报警信息对应的故障情况，所述报警模块在报警界面中显示报警信息。

6.根据权利要求1-5中任一所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述擦窗机(1)的执行机构包括增压水泵、喷水阀和正面雨刷，所述擦拭动作包括所述增压水泵的开启关闭动作、所述喷水阀的开启关闭动作、所述正面雨刷的压下抬起动作；

自动模式下所述擦窗机(1)在垃圾坑擦窗机智能控制装置控制下的工作流程为：

S1、回到轨道(2)的坐标原点；

S2、对水箱补水；

S3、水补满后前进到轨道(2)的末端；

S4、往回移动到擦拭区域后开始喷水同时压下正面雨刷；

S5、往回移动到窗框抬起正面雨刷；

S6、往回移动通过窗框后再次压下正面雨刷；

S7、重复S4-S6，直至到达最接近原点的窗框处；

S8、抬起正面雨刷和摇臂雨刷，停止喷水；

S9、执行机构复位后擦窗机(1)移动回到轨道(2)的坐标原点。

7.根据权利要求6所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述擦窗机(1)的执行机构还包括用于擦洗窗框下侧的副窗的摇臂雨刷，所述擦拭动作包括摇臂雨刷的压下抬起动作，当所述擦窗机(1)到达具有所述副窗的擦拭区域后，所述步骤S4中会同时压下摇臂雨刷，在步骤S5中会抬起摇臂雨刷。

8.根据权利要求7所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述PLC控制器通过高速脉冲输出通道发送伺服电机运行中所需要的脉冲数和脉冲频率，利用脉冲串输出控制伺服电机的转速和转向。

9.根据权利要求8所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器、所述伺服放大器集成在一个控制箱内，所述控制箱中还设有WMC集成组件，所述WMC集成组件中集成有高速PNP转NPN脉冲信号转换模块用于实现所述电源模块、所述触摸屏、所述PLC控制器和所述伺服放大器之间的电气连接。

10.根据权利要求9所述的垃圾坑擦窗机智能控制装置，其特征在于：所述触摸屏还包括操作说明模块用于存储和显示操作说明。