自動(dòng)洗車機(jī)PLC程序設(shè)計(jì)

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1、目錄 第一章 引言 1、1設(shè)計(jì)目的 1、2 控制要求 1、3 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容 第二章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 2.2 硬件系統(tǒng)組成 2.3 I/O分配表 2.4硬件接線圖 2.5 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 第三章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì) 3.2控制程序順序功能圖設(shè)計(jì) 3.3控制程序設(shè)計(jì) 3.4系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 課程設(shè)計(jì)心得 一引言 1.1設(shè)計(jì)目的 我國汽車工業(yè)高速

2、度完成長，汽車行業(yè)前景廣闊。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，預(yù)計(jì) 2011 年將持續(xù)保持增長，預(yù)計(jì)增長率在 19%至 20%之間。到 2020 年，中國本土 汽車產(chǎn)量將達(dá)到 2000 萬輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進(jìn)入國際市場。 根據(jù)汽車行業(yè)專家們的預(yù)測， 隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和人們消費(fèi)觀念 的改變，中國將成為世界轎車的最大消費(fèi)國之一，即我國轎車保有量在未來的一 二十年里將會(huì)有飛速提高。 在不久的將來， 開車將會(huì)是人們普遍掌握的生活技能， 轎車也不再是特權(quán)人士的標(biāo)志，而將是人們出門的代步工具。那么當(dāng)人們擁有一 輛自己的愛車時(shí)，無疑會(huì)呵護(hù)倍至。汽車的平時(shí)清潔護(hù)理和定期美容保養(yǎng)，必然 成為人們?nèi)粘５南M(fèi)內(nèi)容

3、。 另一方面，我國各大中城市雖然發(fā)展很快，但建設(shè) 不配套，缺乏停車場所，使大量汽車只能露天棲息，飽受風(fēng)吹、雨淋、日曬的無 奈，致使汽車日漸老化。這就更加促進(jìn)了汽車美容業(yè)的發(fā)展。而汽車清洗是汽車 美容項(xiàng)目的重要，雖然人工洗車和 pc 洗車的收費(fèi)相差不幾，但在時(shí)間、效率、 人的勞力、物力上卻涇渭分明。而使用自助洗車機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 洗一輛車的時(shí)間只需要 3 至 4 分鐘，效率高； 2) 能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省成本； 3) 手洗比起來更易吸引客戶，在提高群體形象的同時(shí)，又能大幅度提高的 經(jīng)濟(jì)收益； 1.2 控制要求 自助洗車機(jī)控制設(shè)計(jì) 控制要求 (1)設(shè)計(jì)投幣3

4、0元自助洗車機(jī)。 (2)有3個(gè)投幣孔，分別為10元、20元及50元3種，當(dāng)投幣合計(jì)30元或超過時(shí)，按啟動(dòng) 開關(guān)洗車機(jī)才會(huì)動(dòng)作，啟動(dòng)燈亮起。7段數(shù)碼管會(huì)顯示投幣金額（用BCD碼），當(dāng)投幣超過30元時(shí)，可按退幣按鈕，這時(shí)7段數(shù)碼管會(huì)退回零，表示找回余額（退幣選作）。 洗車機(jī)動(dòng)作流程 （1）．按下啟動(dòng)開關(guān)之后，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。 （2）．洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動(dòng)作。 （3）．洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，噴水機(jī)及刷子停止動(dòng)作，清潔劑設(shè)備開始動(dòng)作——噴灑清潔劑。 （4）．洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移

5、，繼續(xù)噴灑清潔劑。 （5）．洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往右移3s后停止，刷子開始洗刷。 （6）．刷子洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，右移3s后，洗車機(jī)停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，到達(dá)右極限開關(guān)停止，然后往左移。 （7）．洗車機(jī)往左移3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移3 s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開關(guān)后停止，然后往右移。 （8）．洗車機(jī)開始往右移，并噴灑清水與洗刷動(dòng)作，將車洗干凈，當(dāng)碰到右極限開關(guān)時(shí)，洗車機(jī)停止前進(jìn)并往左移，噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動(dòng)作，直到碰到左極限開關(guān)

6、后停止，并開始往右移。 （9）．洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)作將車吹干，碰到右極限開關(guān)時(shí)，洗車機(jī)停止并往左移，風(fēng)扇繼續(xù)吹干動(dòng)作，直到碰到左極限開關(guān)，則洗車整個(gè)流程完成，啟動(dòng)燈熄滅。 3．原點(diǎn)復(fù)位設(shè)計(jì)。 若洗車機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車全流程的動(dòng)作，其動(dòng)作就是按下[復(fù)位按鈕]，則洗車機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機(jī)往左移，當(dāng)洗車機(jī)到達(dá)左極限開關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。 1、3 設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容 根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行自助洗車機(jī)運(yùn)行原理設(shè)

7、計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括： 1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖； 2. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能； 3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)； 4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)； 5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。 二．系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 由于本系統(tǒng)輸入輸出口較少，可先大致選擇I/O點(diǎn)為24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)的西門子PLC。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用PLC作為核心控制、人機(jī)交互和串口通信、數(shù)碼管和電源組成。其所需完成的功能是將鍵盤

8、和投幣機(jī)采集到的信號通過I/O端口輸送到PLC內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，得到的結(jié)果判斷是否滿足開始洗車的條件，以實(shí)現(xiàn)對洗車電路的控制。同時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)要求進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)顯示和指示燈的閃動(dòng)。 2.2 硬件系統(tǒng)組成 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信號采集單元，以PLC作為數(shù)據(jù)處理和控制單元，以數(shù)碼管作為數(shù)據(jù)顯示單元，以指示燈作為用戶狀態(tài)單元和開鎖指示單元，組成硬件結(jié)構(gòu)框圖。 其中按鈕輸入信號包括人工輸入的信號和洗車機(jī)碰到限位開關(guān)時(shí)的信號。人工輸入信號包括：開始按鈕、開始投幣按鈕、投幣結(jié)束按鈕、開始洗車按鈕；洗車機(jī)碰到的限位開關(guān)信號包括：洗車機(jī)初始位置信號、左限位開關(guān)信號、右限位

9、開關(guān)信號。 七段數(shù)碼顯示器 自動(dòng)找零投幣機(jī) 10元投幣開關(guān) 20元投幣開關(guān) 50元投幣開關(guān) PLC 左右移動(dòng)開關(guān) 噴水開關(guān) 清潔劑開關(guān) 洗刷開關(guān) 風(fēng)扇開關(guān) 圖2.2 硬件結(jié)構(gòu)框架圖 2.3 I/O分配表 輸入信號 輸出信號 啟動(dòng) I0.0 洗車機(jī)右移 Q0.0 右限位開關(guān) I0.1 洗車機(jī)左移 Q0.1 左限位開關(guān) I0.2 噴水 Q0.2 10元投幣口 I0.3 洗刷 Q0.3 20元投幣口 I0.4 清潔劑 Q0.4 50元投幣口 I0.5 吹風(fēng) Q0.5 復(fù)位

10、 I0.6 復(fù)位燈亮 Q0.6 停止 I0.7 啟動(dòng)燈亮 Q0.7 七段數(shù)碼管 Q3.0-3.7 2.4硬件接線圖 2、5 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 鑒于輸入信號和輸出信號的點(diǎn)數(shù)（輸入8點(diǎn)、輸出9點(diǎn)），本系統(tǒng)使用S7-200 PLC對系統(tǒng)進(jìn)行控制，其中CPU型號選擇CPU 224 CN，它的本機(jī)數(shù)字量I/O數(shù)目為14入/10出，能夠很好地勝任本次設(shè)計(jì)的工作量和要求。 第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 3.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 開始 在原點(diǎn)? 右極限？ 左極限？ 啟動(dòng) 洗車右移，噴水刷洗，啟動(dòng)燈亮 洗車左移，噴水

11、刷洗繼續(xù) 復(fù)位到位 復(fù)位燈亮 A N Y N N Y 洗車右移，噴水刷洗停止，噴清潔劑 Y N 右極限？ A 洗車左移，繼續(xù)噴清潔劑 洗車右移，停噴清潔劑 右移3S? 左極限？ Y Y 洗車停，刷子刷洗 5S？ Y Y 洗車右移，刷子停 3S？ B N N N N B 5S？ 3S？ 3S? 5S? 右極限？ 洗車停，刷子刷洗 Y 刷子停，洗車右移 Y N N Y 洗車左移 N Y 洗車停，刷子刷洗 N

12、 Y 洗車左移，刷子停 C N Y 洗車停，刷子刷洗 5S？ 刷子停，洗車左移 左極限？ 洗車右移，噴水刷洗 右極限？ 洗車左移，噴水刷洗繼續(xù) 左極限？ 洗車右移，噴水刷洗停止，風(fēng)扇工作 D N Y N Y N Y N Y C D 右極限？ 洗車左移，風(fēng)扇繼續(xù)工作 左極限？ 整個(gè)流程結(jié)束，啟動(dòng)燈滅 結(jié)束 N Y N Y 3.2時(shí)序圖設(shè)計(jì) 3.3順序功能圖 Q0.6 Q0.0 Q0.2 M0.1 Q0.3 Q0.7 M0.0 SM0.1 I0.0啟動(dòng) M0.2 Q0.1

13、 Q0.2 Q0.3 Q0.7 M0.3 Q0.0 Q0.4 Q0.7 M0.4 Q0.1 Q0.4 Q0.7 M0.5 Q0.0 Q0.7 T37 R C0 M0.6 Q0.3 Q0.7 T38 C0加1 M0.5 Q0.0 Q0.7 I0.1到右限位 I0.2到左限位 I0.1到右限位 I0.2到左限位 T37 /C0*T38 I0.1到右限位 Q0.1 Q0.7 M0.7 T39 R C1 M1.0 Q0.3 Q0.7 T40 C1加1

14、M0.7 Q0.1 Q0.7 M1.1 Q0.0 Q0.2 Q0.3 Q0.7 M1.2 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.7 M1.3 Q0.0 Q0.5 Q0.7 M1.4 Q0.1 Q0.5 Q0.7 T39 C1*T40 /C1*T40 I0.2到左限位 I0.1到右限位 I0.2到左限位 I0.1到右限位 I0.2到左限位 3.4梯形圖程序 3.5系統(tǒng)調(diào)

15、試及結(jié)果分析 在程序編寫完成后，先檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)初衷，是否能達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)。首先是投幣程序的調(diào)試，檢驗(yàn)投幣時(shí)程序是否能得到信號，在滿足條件的情況下能否得到響應(yīng)。然后是洗車程序的調(diào)試，通過假定輸入一定的初值來檢驗(yàn)程序是否正常。通過多次的調(diào)試和修改，基本達(dá)到了控制要求。 總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用PLC控制的一些相關(guān)知識，如運(yùn)用PLC的I/O端口、數(shù)碼管顯示等各種實(shí)用功能。本次課程設(shè)計(jì)使得我們對于PLC控制器的組成以及工作原理有了更深的了解，鞏固了PLC的編程方法，學(xué)會(huì)了使用PLC仿真軟件進(jìn)行編程以及調(diào)試。 參考文獻(xiàn)

16、 1、袁任光，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例，華南理工大學(xué)出版社，2003 2、常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器，機(jī)械工業(yè)出版社，2004 3、鐘肇新、彭侃，可編程控制器原理與應(yīng)用，華南理工大學(xué)出版社，2004 4、鐘肇新、范建東、馮太合，可編程控制器原理及應(yīng)用，華南理工大學(xué)出版社，2008 5、何有華，可編程控制器及常用控制電器，冶金工業(yè)出版社，2008 6、賀哲榮，流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱FX2系列），西安電子科技大學(xué)出版社，2008 7、王建、張宏，三菱PLC入門與典型應(yīng)用，中國電力出版社，2009 課程設(shè)計(jì)心得 在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益匪淺。 在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。