鲁达 洗扫车主要通过液压系统和电控操作系统来完成道路清洁作业，其上装电控系统主要基于PLC控制器、单片机或板卡进行洗扫车电气控制系统的设计与实现，本文分别利用PLC控制器、单片机对洗扫车电气控制系统进行方案设计与功能实现。
一、控制功能需求分析
洗扫车需要实现的动作主要包括：扫盘升降及外摆、扫刷旋转、喷嘴的喷雾降尘、侧喷杆外摆及喷水、吸盘下降及喷水、箱体的升降、箱门的开启与关闭、箱体自洁、前后喷雾等。
二、控制系统方案设计
根据作业流程要求，系统控制流程如下图1 所示。系统中使用接近开关来检测扫盘、侧喷杆、喷杆、吸盘、垃圾箱等部件的动作到位；同时，通过灯光、声音报警来提醒驾驶员垃圾箱污水满、清水箱水位过低，起到安全、警示作用。
图1 洗扫车工作流程
（1）基于PLC的电控系统设计方案
PLC控制简单可靠、维护方便、通用性强，洗扫车上装控制系统方案如下图2所示。
图2 控制方案
在完成控制系统方案设计后，进行PLC控制系统硬件选型，建立PLC的I/O地址分配，确定控制器型号，完成PLC的电路接线图，设计的上装电控系统电路图如下图3所示。
图3 电路原理图
完成PLC电控系统硬件选型及设计后，选择西门子Simatic line触摸屏，集成以太网口，支持Modbus RTU通讯协议，通过组态软件Wincc Flexible smart，可以很方便的进行人机交互控制，如下图4所示。
图4 HMI人机交互
（2）基于单片机的电控系统设计方案
STM32系列单片机可配置有FSMC、TIMER、SPI、IIC、USB、CAN、IIS、SDIO、ADC、 DAC、RTC、DMA 等外设及功能，IO口通过重映射可实现多种功能。根据本方案设计中的输入输出I/O控制点数需求，选择STM32系列STM32F407ZGT6单片机；触摸屏选择国产昆仑通态MCGS-TPC7062TX，通讯接口多，兼容性好。主要设计与实现的功能有：触摸屏与单片机进行RS485通讯，实现人机交互；CAN通讯接口可与车辆底盘通讯扩展使用；输出电路主要采用继电器驱动输出，更适合驱动电磁阀等大功率器件；输入电路采用光耦隔离，将其他电压的元器件降压隔离后输入单片机。整体单片机电路图如图5所示。
图5 电路原理图
图6系统供电
图7 CAN接口
图8 RS485接口与HMI通讯
图9 DO输出接口
图10 DI输入接口
图11 HMI人机界面
实际操作中，单片机设计时要考虑EMC干扰、散热、防浪涌等诸多保护措施，以防止损坏或工作不正常。
三、总结
洗扫车的上装电控系统主要根据PLC、单片机或者板卡采集输入信号、逻辑判断，最终实现对控制部件的操作，利用触摸屏进行人机交互，实现洗扫车的上装控制功能，后续可通过CAN总线读取专用车底盘车辆信息进行融合控制。
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