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1、自動(dòng)洗車(chē)機(jī)控制設(shè)計(jì)論文目錄摘 要11 系統(tǒng)概述21.1應(yīng)用背景和意義21.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3設(shè)計(jì)任務(wù)和要求32 方案論證43 硬件設(shè)計(jì)43.1主電路43.2I/O分配53.3I/O接線圖53.4元器件選型54 軟件設(shè)計(jì)64.1主流程64.2 程序94.3梯形圖105 系統(tǒng)調(diào)試136 結(jié)論15參考文獻(xiàn)16致 謝17摘 要可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，因而被稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡(jiǎn)稱PLC。隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，微處理器用于PLC，
2、使其不僅可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算和處理、模擬量調(diào)節(jié)和聯(lián)網(wǎng)通信等，因此美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)于1980年將它正式命名為可編程控制器（ProgrammableController），簡(jiǎn)稱PC。但近年來(lái)PC又成為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的簡(jiǎn)稱，為避免發(fā)生混淆，我們?nèi)园芽删幊炭刂破骱?jiǎn)稱為PLC。隨著科技的發(fā)展，洗車(chē)機(jī)也從原來(lái)的人工洗車(chē)發(fā)展到了如今的自動(dòng)洗車(chē)，為了更加方便人民以后的洗車(chē)問(wèn)題，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化洗車(chē)不需要人的參加，也使得洗車(chē)越來(lái)越輕松、方便、快捷。隨著工業(yè)控制器在人類生活中越來(lái)越廣泛被應(yīng)用,該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等。本
3、裝置采用的中心自動(dòng)化控制可編程控制器（即PLC）來(lái)設(shè)計(jì)完成的。PLC是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型自動(dòng)控制裝置。本文就是針對(duì)這一情況而設(shè)計(jì)的自動(dòng)洗車(chē)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)洗車(chē)系統(tǒng)工作原理PLC1 系統(tǒng)概述1.1應(yīng)用背景和意義自從19世紀(jì)第一輛汽車(chē)誕生以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的的飛躍，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車(chē)的需求量也逐漸加大，隨之而來(lái)的便是汽車(chē)的保養(yǎng)，其中汽車(chē)的清洗便是不可缺少的內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對(duì)于當(dāng)今社會(huì)，高科技的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了各行各業(yè)的自動(dòng)
4、化控制，但是在汽車(chē)清洗行業(yè)，大部分仍是靠人工來(lái)完成。傳統(tǒng)的洗車(chē)業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對(duì)汽車(chē)進(jìn)行沖洗，再在自然光及風(fēng)等自然條件下，讓清洗的汽車(chē)進(jìn)行自動(dòng)風(fēng)干。雖然可以達(dá)到清洗汽車(chē)的目的，但過(guò)分依賴于勞動(dòng)力，操作時(shí)間長(zhǎng)，洗車(chē)過(guò)程慢，并且浪費(fèi)了大量的水資源，經(jīng)濟(jì)性差，不適合和洗車(chē)業(yè)的發(fā)展需求。目前比較大型的汽車(chē)美容公司，雖然實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)的清洗、打蠟、噴漆等自動(dòng)化工程，但成本比較高，其自動(dòng)控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門(mén)的汽車(chē)清洗行業(yè)，因此，相對(duì)于中小型城市，汽車(chē)清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。如何?shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置，就成了汽
5、車(chē)清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。因此，本次設(shè)計(jì)就是采用PLC控制，利用定時(shí)器，通過(guò)線路的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車(chē)的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時(shí)它可以高效、準(zhǔn)確的完成洗車(chē)任務(wù)，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當(dāng)代建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需要。并且本次汽車(chē)清洗自動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適合不同場(chǎng)合的需求，尤其是中小型公司。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車(chē)清洗是近幾年才在我國(guó)逐漸發(fā)展起來(lái)的新興行業(yè)，具備資金和技術(shù)門(mén)檻低的特點(diǎn)。由于從國(guó)家到地方，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不是十分完備，對(duì)場(chǎng)地、環(huán)保、設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面都缺乏明確的規(guī)定和要求，導(dǎo)致本該被淘汰地洗車(chē)方式仍
6、然在洗車(chē)市場(chǎng)上大行其道，而無(wú)水洗車(chē)、全白動(dòng)電腦機(jī)械化洗車(chē)等先進(jìn)的洗下方式卻在市場(chǎng)份額中占有很小的比例。在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，科學(xué)洗車(chē)的理念己深入人心，洗車(chē)市場(chǎng)的洗車(chē)方式有全自動(dòng)電腦洗車(chē)機(jī)洗車(chē)、蒸汽洗車(chē)和無(wú)水洗車(chē)，其中尤以全自動(dòng)電腦洗車(chē)為主。在我國(guó)建設(shè)，美化城市，創(chuàng)建現(xiàn)代化城市的發(fā)展主題中，在全社會(huì)，約水資源、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的潮流中，追求時(shí)尚、效率和環(huán)保已成為汽車(chē)美容服務(wù)行業(yè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。目前，城市落后的人丁洗車(chē)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生雨行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經(jīng)營(yíng)、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。要想中國(guó)的洗車(chē)行業(yè)健康有序地發(fā)展，
7、當(dāng)務(wù)之急，必須推廣科學(xué)的、環(huán)保的、符合中國(guó)國(guó)情的科學(xué)洗車(chē)方式，要新的理念、新的思路和新的方法來(lái)管理洗車(chē)行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競(jìng)爭(zhēng)力。全自動(dòng)電腦洗車(chē)機(jī)，順應(yīng)時(shí)代的需要應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)是向傳統(tǒng)洗車(chē)方式的挑戰(zhàn)，必將引起洗車(chē)行業(yè)市場(chǎng)一場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)和帶米根本性的變革。中國(guó)的洗車(chē)行業(yè)要發(fā)展，必須與國(guó)際洗車(chē)業(yè)接軌，縮小與國(guó)際先進(jìn)洗車(chē)行業(yè)的差距，因此，推廣和應(yīng)用全自動(dòng)洗下機(jī)勢(shì)在必行。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)和要求用PLC的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)需滿足以下要求：1.按下啟動(dòng)按鈕，洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移，噴水設(shè)備開(kāi)始噴水，刷子開(kāi)始洗刷。2.洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始左移，噴水及刷子繼續(xù)工作。3.洗車(chē)
8、機(jī)左移到達(dá)極限位置后，開(kāi)始右移，噴水機(jī)及刷子停止工作，清洗機(jī)設(shè)備開(kāi)始動(dòng)作噴灑清洗劑。4.洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)極限位置，開(kāi)始左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。5.洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)極限位置，開(kāi)始右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車(chē)機(jī)往右移3s后停止，刷子開(kāi)始洗刷。6.刷子洗刷5s停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)右移3s，刷子又開(kāi)始洗刷5s停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)右移，到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后停止，然后往左移。7.重復(fù)上面第6步，左移碰左極限開(kāi)關(guān)停止。8.洗車(chē)機(jī)往右移，風(fēng)機(jī)設(shè)備動(dòng)作將車(chē)吹干，碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，洗車(chē)機(jī)往左移，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)，重復(fù)3次動(dòng)作。洗車(chē)整個(gè)過(guò)程完成。啟動(dòng)燈熄滅。9.若洗車(chē)機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障，則故障排除后心須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車(chē)
9、機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車(chē)全流程的動(dòng)作，洗衣車(chē)機(jī)往左移，當(dāng)洗車(chē)機(jī)到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車(chē)機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作2 方案論證 洗車(chē)機(jī)要求有啟、停止、復(fù)位功能，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要三個(gè)輸入口輸入信號(hào)。如使用本方案，啟動(dòng)程序后，按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)指示燈亮，表示自動(dòng)洗車(chē)機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)；洗車(chē)機(jī)右移，噴水設(shè)備噴水，刷子開(kāi)始洗刷；當(dāng)達(dá)到右極限時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ2，洗車(chē)左移，噴水和洗刷繼續(xù)；當(dāng)?shù)竭_(dá)左極限時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ1動(dòng)作，噴水和洗刷停止，洗車(chē)右移，清洗設(shè)備開(kāi)始動(dòng)作噴清洗劑；當(dāng)?shù)竭_(dá)右極限后，洗車(chē)左移，繼續(xù)噴清洗劑；再次到達(dá)左極限后，停止噴灑清洗劑，洗車(chē)和刷子變?yōu)殚g續(xù)性運(yùn)動(dòng)（洗車(chē)運(yùn)動(dòng)3s停止，刷子洗刷5s，如
10、此循環(huán)往復(fù)），直到到達(dá)右極限，然后再以這種運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)左極限；到達(dá)左極限后，刷子停止動(dòng)作，洗車(chē)機(jī)右移，風(fēng)機(jī)設(shè)備動(dòng)作，到達(dá)右極限后，洗車(chē)機(jī)左移，風(fēng)機(jī)設(shè)備繼續(xù)動(dòng)作直到到達(dá)左極限，如此重復(fù)3次動(dòng)作后，計(jì)數(shù)器C0動(dòng)作，風(fēng)機(jī)停止，洗車(chē)完成，啟動(dòng)燈熄滅。3 硬件設(shè)計(jì)3.1主電路主電路如圖3-1所示。圖3-1主電路圖3.2I/O分配I/O分配表如表3-1所示。表3-1 I/O分配表輸入地址號(hào)信號(hào)名稱輸入地址號(hào)信號(hào)名稱X0左極限開(kāi)關(guān)SQ1Y0洗車(chē)機(jī)左移KM1X1右極限開(kāi)關(guān)SQ1Y1洗車(chē)機(jī)右移KM2X2啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1Y2噴水機(jī)灑水KM3X3停止開(kāi)關(guān)SB2Y3清洗劑控制KM4X4復(fù)位按鈕SB3Y4刷子控制
11、KM5Y5風(fēng)機(jī)控制KM6Y6啟動(dòng)指示燈HL1Y7復(fù)位指示燈HL23.3I/O接線圖I/O接線圖如圖3-2所示。圖3-2 I/O接線圖3.4元器件選型原器件選型如表3-2所示。表3-2 元器件表 序號(hào)代號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1M三相異步電動(dòng)機(jī)J02-22-4,1.5kw 1410轉(zhuǎn)/分，380v，3.49安52QS低壓隔離器（空氣開(kāi)關(guān)）DZ47-3P13FR熱繼電器JR36-2054CPUPLC處理器CPU22215KM交流接觸器CJX2-0966SB按鈕LAY827SQ行程開(kāi)關(guān)LXK228FU熔斷器RT16-2039L導(dǎo)線 若干10AC交流電源220v14 軟件設(shè)計(jì)4.1主流程主流程圖如圖4-1所示。
12、圖4-1 主流程圖4.2 程序本程序由PLC軟件做出梯形圖后轉(zhuǎn)換而來(lái)，如圖4-2所示。圖4-2 程序圖4.3梯形圖 梯形圖如圖4-3所示。圖4-3梯形圖5 系統(tǒng)調(diào)試進(jìn)過(guò)多次反復(fù)調(diào)試與修改，本次設(shè)計(jì)基本滿足了自動(dòng)洗車(chē)機(jī)控制的要求：當(dāng)按下X2時(shí)，啟動(dòng)指示燈亮，表示洗車(chē)程序已啟動(dòng)，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上表示洗車(chē)右移、噴水機(jī)噴水和刷子洗刷的三個(gè)燈HL4、HL5、HL7也亮了；按下開(kāi)關(guān)X1模擬洗車(chē)到達(dá)右極限，此時(shí)，HL4熄滅，表示洗車(chē)左移的燈HL3和HL5、HL7均亮；按下開(kāi)關(guān)X0，模擬洗車(chē)到達(dá)左極限，此時(shí)，HL3和HL5、HL7均熄滅，代表噴灑清潔劑的燈HL6和HL4亮;按下X1，HL4滅，HL3和HL6亮；
13、按下X0，HL3和HL6滅，HL4亮，3秒后HL4滅，HL7亮，5秒后，HL4亮，HL7滅，若不按X1,則以這兩種狀態(tài)交替進(jìn)行下去；按下X1后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上僅HL3亮，3秒后HL3滅，HL7亮，5秒后，HL3亮，HL7滅，若不按X0,則以這兩種狀態(tài)交替進(jìn)行下去；按下X0，試驗(yàn)臺(tái)上僅HL4和代表風(fēng)機(jī)動(dòng)作的HL8亮;按下X1后，HL4熄滅，HL3和HL8亮；按下X1，HL4滅，HL3和 HL8亮;按下X0后，HL3熄滅，HL4和HL8亮；重復(fù)3次動(dòng)作后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所有燈均熄滅。為模擬故障復(fù)位，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，按下手動(dòng)復(fù)位按鈕X4，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上復(fù)位指示燈亮。模擬故障停車(chē)時(shí)，按下X3，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所有的燈均熄滅。6 結(jié)論
14、經(jīng)過(guò)近一周的努力，我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺的。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多平時(shí)不容易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，比如，在實(shí)際操作中，若不小心觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，則程序就會(huì)產(chǎn)生誤操作，使程序產(chǎn)生邏輯錯(cuò)誤或者是根本無(wú)法運(yùn)行，這一點(diǎn)具有實(shí)際生產(chǎn)意義，必須加以考慮。另外，如果自動(dòng)洗車(chē)在工作中因斷電或故障而停止，
15、必需復(fù)位后重新啟動(dòng)，這樣就會(huì)浪費(fèi)以前的大量工作，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們可以設(shè)置手動(dòng)擋，以提高效率，降低成本，避免無(wú)謂的重復(fù)工作。我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多知識(shí)，為將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作學(xué)習(xí)的能力。相信這次課程設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)、工作生活有很重要的影響。這次課程設(shè)計(jì)而且大大提高了我的動(dòng)手能力，使我充分體會(huì)到在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難，同時(shí)也讓我嘗到了成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的知識(shí)是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲，也將成為我的財(cái)富，這些都會(huì)為以后的繼續(xù)
16、學(xué)習(xí)提供一個(gè)很好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)1.王兆義.可編程控制器使用技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2.常曉玲.電器控制系統(tǒng)和可編程控制器M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3.殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20024.高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)及其設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京:高等教育出版.2004.5.阮友德.電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程M.北京：人民郵電出版社，2006.6.史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.致 謝經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的PLC課程學(xué)習(xí)，在陳娜老師的精心指導(dǎo)和教誨下，我們圓滿完成了對(duì)自己的專業(yè)核心課PLC的學(xué)習(xí)，我們花費(fèi)一周左右
17、的時(shí)間完成了本次課程設(shè)計(jì)。本此課程設(shè)計(jì)提高了我們多方面的能力，包括自主學(xué)習(xí)能力，勇于探索能力和總結(jié)提升能力。同時(shí)也增強(qiáng)了我們勤奮艱苦的精神，培養(yǎng)了我們團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提高了我們的總和素質(zhì)。這些各個(gè)方面能力的提高，成為了我們以后人生的財(cái)富。同時(shí)也為我們即將到來(lái)的大四畢業(yè)設(shè)計(jì)做了一次鋪墊。在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要感謝陳娜老師不辭辛苦為我們的課程設(shè)計(jì)做指導(dǎo)，當(dāng)我們有問(wèn)題時(shí)，陳娜老師總能認(rèn)真細(xì)心地為我們解答，這樣是我們遇到問(wèn)題總能迎刃而解，從而順利完成課程設(shè)計(jì)，完成PLC課程的學(xué)習(xí)。其次要感謝同組同學(xué)的齊心協(xié)力，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中每個(gè)人都分工明確，并且在保質(zhì)保量完成自己工作同時(shí)積極幫助同組其他同學(xué)，這樣我們組才成為了一個(gè)團(tuán)結(jié)的小組。最后也要感謝本班其他同學(xué)的幫助，當(dāng)我們問(wèn)他們問(wèn)題時(shí)，他們也都一一仔細(xì)解答。如果沒(méi)有以上人員的共同努力本次課程設(shè)計(jì)的完成是難以想象的。 17
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