基于PLC的自動洗車裝置設(shè)計(jì)

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摘 要汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將使汽車服務(wù)業(yè)出現(xiàn)爆炸式的增長。對汽車有一定的保值增值作用的日常護(hù)理行業(yè)汽車美容業(yè)迎來了專業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的時(shí)機(jī)。洗車行業(yè)也成為一種新興行業(yè)，發(fā)展勢頭日漸迅猛，可謂商機(jī)無限。但是，洗車行業(yè)準(zhǔn)入門檻低，科技含量極低，大部分洗車行采用人工洗車，洗車設(shè)備較為簡陋，基本上以高壓沖洗為主，極其浪費(fèi)水資源，污染環(huán)境。而少數(shù)電腦洗車房，資金投入多，占地面積大，洗車效率低，都相繼關(guān)門。而自動洗車機(jī)則可以有效解決上述問題。它內(nèi)置三菱FX2N系列PLC控制器，采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，自動對需要服務(wù)的汽車進(jìn)行清洗，清洗完畢自動停止刷洗，實(shí)現(xiàn)了洗車的自動化控制。在建設(shè)、美化城市、創(chuàng)建現(xiàn)代化大都市的城市發(fā)展主題中，追求時(shí)尚、效率和環(huán)保已成為汽車美容服務(wù)行業(yè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。目前，城市落后的人工洗車方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生和行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經(jīng)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。要想中國的洗車行業(yè)健康有序地發(fā)展，要用新的理念、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。全自動（PLC)洗車機(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)洗車方式的挑戰(zhàn)，中國的洗車行業(yè)要發(fā)展，必須與國際洗車業(yè)接軌，縮小與國際先進(jìn)洗車行業(yè)的差距，因此，推廣和應(yīng)用全自動洗車機(jī)勢在必行。關(guān)鍵字:PLC 、控制器、汽車目錄摘要1第一章PLC的介紹21.1 PLC的起源21.2 PLC的發(fā)展歷程21.3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則21.4 PLC的功能31.5 PLC的特點(diǎn)31.6 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域4第二章自動洗車介紹52.1 自動洗車的系統(tǒng)介紹52.2 傳感器6第三章課題的程序設(shè)計(jì)83.1 系統(tǒng)程序控制要求83.2 程序的I/O分配表83.3 PLC端子接線圖93.4 狀態(tài)流程圖103.5 程序梯形圖11第四章調(diào)試運(yùn)行154.1 調(diào)試方法154.2 調(diào)試154.3 運(yùn)行過程154.4 調(diào)試運(yùn)行中的問題16結(jié)束語17致謝18參考文獻(xiàn)19第1章 PLC的介紹 PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。11 PLC的起源 PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。自1836年繼電器問世，人們就開始用導(dǎo)線將它同開關(guān)器件巧妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序控制。上世紀(jì)60年代末，它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù) 。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車制造業(yè)）對生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求，PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。但是，仍然沿用著順序掃描、程序控制等基本模式及CPU+通信+I/O的基本結(jié)構(gòu)。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡便、低價(jià)格長壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計(jì)算機(jī)。人們在應(yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)，就能對可編程控制器進(jìn)行操作及編程。12 PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。個人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。13 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則1.最大限度的滿足被控對象的控制要求。2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。3.保證控制系統(tǒng)安全可靠。4.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。 14 PLC的功能 1.數(shù)據(jù)采集與輸出。 2.控制功能：包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。3.數(shù)據(jù)處理功能：包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。 4.輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動等測量接口。 5.通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺 PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文檔轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺計(jì)算機(jī)與多臺PLC構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。通常所說的SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠(yuǎn)程端也可以采用PLC作現(xiàn)場機(jī). 6.支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器/過程工作必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。7.編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。15 PLC的特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易.3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5.體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。16 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3.運(yùn)動控制PLC可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。4.過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。5.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 第2章 自動洗車的介紹第一代是人工操控洗車機(jī)：在80年代初期自動洗車機(jī)還剛起步，各項(xiàng)技術(shù)都還不成熟，洗車機(jī)的運(yùn)行完全依靠人的操控來完成。因此對操控人員有著相對較高的技術(shù)要求，且因?yàn)椴倏厝藛T本身的技術(shù)和素質(zhì)不同，造成了許多人為的不可預(yù)知的不安全因素；同時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)方面的種種限制，對可洗車型也有所限制，很快第一代洗車機(jī)被市場淘汰了。第二代是仿形洗車機(jī)：在90年代中期各種工業(yè)控制技術(shù)被大量應(yīng)用在洗車機(jī)產(chǎn)品上，第2代產(chǎn)品較之第1代產(chǎn)品已大有進(jìn)步，不再完全依靠人工來操控，而是由“電流傳感器”來控制洗車刷的運(yùn)行軌跡。第2代洗車機(jī)已經(jīng)使用了數(shù)量不多的傳感器，但是這些傳感器只能判斷車輛停放的位置，車輛的總長度等?，F(xiàn)在在國內(nèi)市場上看到的洗車機(jī)產(chǎn)品大多屬于第二代洗車機(jī)，雖然不再需要完全人工操作，但是工作人員還是要在一旁進(jìn)行監(jiān)控，避免發(fā)生意外。隨著科技技術(shù)的發(fā)展，各種新型傳感器的發(fā)明和PLC系統(tǒng)的完善，具有投資少、占地小、用水省、效率高并且安全保護(hù)齊備等諸多特點(diǎn)的新型的自動洗車機(jī)相繼出現(xiàn)隨著科技技術(shù)的發(fā)展，各種新型傳感器的發(fā)明和PLC系統(tǒng)的完善，具有投資少、占地小、用水省、效率高并且安全保護(hù)齊備等諸多特點(diǎn)的新型的自動洗車機(jī)相繼出現(xiàn)。在控制核心方面，采用了兩臺ES系列PLC進(jìn)行位置采樣和驅(qū)動動作控制，其中一臺DVP24ES安裝在移動機(jī)架上，通過RS485通訊把各傳感器信號送到主控柜PLC（DVP14ES），同時(shí)，主PLC把各驅(qū)動部的運(yùn)行指令通過通信送達(dá)從PLC，這樣既減少了配線數(shù)量，又節(jié)約了成本；同時(shí)，由于上下通訊的導(dǎo)線減少，來回移動所造成的斷線情況也大大減少，在很大程度上提高了產(chǎn)品的可靠性。驅(qū)動部分則采用臺達(dá)VFD-M系列的迷你型變頻器，小巧的體積、豐富的功能和穩(wěn)定的性能，在該設(shè)備上得到完美體現(xiàn)。在洗車程序上，獨(dú)到的誤信號過濾功能、獨(dú)特的來回?cái)[尾沖洗動作設(shè)置、車縫的規(guī)避檢測、專用遙控器和臺達(dá)PLC的無縫連接、以及完善的連鎖保護(hù)，能滿足任何車型的洗車需求；加上臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品使用方便和穩(wěn)定可靠的性能，造就了“水斧”GT系列環(huán)繞型無接觸免擦拭全自動電腦洗車機(jī)成功面世。新一代“水斧”GT系列環(huán)繞型無接觸免擦拭全自動電腦洗車機(jī)同傳統(tǒng)的洗車設(shè)備相比，具有無可比擬的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)洗車效率高，洗一臺車只需100秒 (2)用水省，洗一臺車只需55升水（蒸汽洗車耗水少，但是時(shí)間長，2臺/小時(shí)）；(3)洗車成本低，操作方便，具有遙控和HMI操作；(4)適用車型廣，可以洗任何車型（某些洗車機(jī)無法清洗皮卡和貨車在車頭和車箱之間的縫隙）；(5)免接觸，沙粒不會擦傷車體油漆21 自動洗車的系統(tǒng)介紹洗車系統(tǒng)由以下幾部分組成1.一個支撐水平滾筒和垂直滾筒的門架，由一個雙向操作（向前和向后）的電動機(jī)驅(qū)動。2.一個用于旋轉(zhuǎn)水平滾筒和垂直滾筒的電動機(jī)。3.一個用于升降水平滾筒的電動機(jī)。圖21自動洗車示意圖(1)自動循環(huán)沖洗初始條件門架在“后部”位置(后限位開關(guān)閉合)，水平滾筒在升起的位置(上限位開關(guān)閉合)，一輛車在沖洗區(qū)(車輛出現(xiàn)接近傳感器閉合)。當(dāng)初始條件滿足時(shí)，按下起動按鈕，開始進(jìn)行如下的循環(huán)過程：1)循環(huán)指示燈亮，等待10s。2)水平滾筒向下移動(KM1閉合)5s。3)水平滾筒開始旋轉(zhuǎn)(KM3閉合)并且門架向前運(yùn)動(KM4閉合)。設(shè)置噴水泵和旋轉(zhuǎn)滾筒的電動機(jī)同時(shí)被激活。4)門架向前運(yùn)動，碰到門架前限位開關(guān)時(shí)停止，這時(shí)門架自動后退(KM5閉合)。5)門架后退，碰到后限位開關(guān)時(shí)停止，同時(shí)滾動停止旋轉(zhuǎn)，并發(fā)出升起水平滾筒的指令(KM2閉合)，直到到達(dá)上限位開關(guān)，結(jié)束循環(huán)。(2) 手動立即停止 一個鎖存按鈕可以在任何時(shí)候停止循環(huán)(立即停止所有電動機(jī))。要開始一個新的循環(huán)，必須執(zhí)行以下操作：1)按下手動升起滾筒按鈕，將水平滾筒升至上限位置(至上限位開關(guān))。2)按下門架后退按鈕，將門架退至后部位置(至后限位開關(guān))。22 傳感器1.傳感器的定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。2.傳感器的組成：通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 其中 , 敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分 ；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。由于傳感器的輸出信號一般都很微弱 , 因此需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路對其進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用 , 傳感器的信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路可能安裝在傳感器的殼體里或與敏感元件一起集成在同一芯片上。 此外 , 信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器工作必須有輔助的電源 , 因此 , 信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分。3.傳感器的分類：根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類：(1)物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。(2)化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。4.壓力傳感器工作原理 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用(1)應(yīng)變片壓力傳感器原理與應(yīng)用力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D 轉(zhuǎn)換和CPU ）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(2) 金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)，但電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。(3)電阻應(yīng)變片的工作原理金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。第3章 課題的程序設(shè)計(jì)31 系統(tǒng)程序控制要求PLC自動洗車系統(tǒng)的基本要求是1.汽車進(jìn)入洗車機(jī)能夠自動開始工作。2.能夠?qū)ζ囎詣舆M(jìn)行清洗工作。3.在汽車清洗完畢能夠自動對其吹干。4.在汽車離開洗車機(jī)后能自動停止工作。 32 程序的I/O分配表輸入輸出名稱地址功能名稱地址功能XX0壓力傳感器XM1Y1刷子到位電機(jī)AX1壓力傳感器AM2Y2刷子返回電機(jī)BX2壓力傳感器BM3Y3正轉(zhuǎn)電機(jī)M4Y4反轉(zhuǎn)電機(jī)M5Y5電熱機(jī)Y6電風(fēng)扇Y7清水泵M6Y10洗滌液水泵M7Y11電磁閥YV2Y12電磁閥圖32 I/O分配表33 PLC端子接線圖 圖33接線圖 34 狀態(tài)流程圖S20S0S21S22S25S24S23X0Y7Y11T0 K200Y10Y12T1 K100S26Y1 112111 T0T1X1T2T3C0X2/C0M8002S28S27S30S29S31Y7Y11T0 K150Y3T2 K50Y4T3 K50C0 K6Y2Y10Y12T1 K80T1X1T2Y1Y3T2 K50Y4T3 K50T3/C1S32S33S34S35S31C1X2T0T4C1 K6Y2Y7Y11T0 K300Y5Y6T4 K1000/X0RST C0RST C1RETT035 程序梯形圖35第4章 調(diào)試、運(yùn)行41 調(diào)試方法1.要查接線、核對地址。要逐點(diǎn)進(jìn)行，要確保正確無誤。2.檢查模擬量輸入輸出。看輸入輸出模塊是否正確，工作是否正常。3.檢查與測試指示燈?？刂泼姘迳先缬兄甘緹簦瑧?yīng)先對應(yīng)指示燈的顯示進(jìn)行檢查。一方面，查看燈壞了沒有，另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。指示燈是反映系統(tǒng)工作的一面鏡子，先調(diào)好它，將對進(jìn)一步調(diào)試提供方便。4.檢查手動動作及手動控制邏輯關(guān)系。完成了以上調(diào)試，繼而可進(jìn)行手動動作及手動控制邏輯關(guān)系調(diào)試。要查看各個手動控制的輸出點(diǎn)，是否有相應(yīng)的輸出以及與輸出對應(yīng)的動作，然后再看，各個手動控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)。如有問題，立即解決。5.把程序輸入進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試過程中仔細(xì)觀察每一步的運(yùn)行情況，最好記錄，而后進(jìn)行修改，查漏補(bǔ)缺，完善程序。42 調(diào)試根據(jù)調(diào)試方法，把正式運(yùn)行調(diào)試前的調(diào)試工作做完，在確保接線、地址、器件等部件都以達(dá)到調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)后，把程序輸入PLC進(jìn)行每一步的運(yùn)行調(diào)試，檢查每一步是否能夠運(yùn)行，運(yùn)行中是否出現(xiàn)錯誤，或是與設(shè)計(jì)要求不符，把每一個過程詳細(xì)記錄下來，以便于進(jìn)行修改完善。不符合要求的，則對其部分程序段進(jìn)行修改即可。43 運(yùn)行過程1.進(jìn)行第一次清水清洗接通X000即接通X壓力傳感器，表示有汽車進(jìn)入洗車機(jī)，洗車機(jī)開始工作，Y007與Y011燈亮，表示有清水對汽車進(jìn)行沖洗，20秒后停止，進(jìn)入第二階段。2.進(jìn)行第一次的洗車液沖洗Y010與Y012燈亮，表示有洗車液對汽車進(jìn)行沖洗，10秒后停止，進(jìn)入第三階段。3.進(jìn)行毛刷正轉(zhuǎn)清洗Y001與Y003燈亮，表示刷子到位開始對汽車進(jìn)行正轉(zhuǎn)刷洗，5秒后停止，進(jìn)入第四階段。4.進(jìn)行毛刷反轉(zhuǎn)清洗Y004燈亮，表示刷子開始對汽車進(jìn)行反轉(zhuǎn)刷洗，5秒后停止。3、4步驟如上反復(fù)6次工作，后刷子返回原為，而后進(jìn)入下一階段。5.再一次的清水清洗如上第一階段，再一次工作。6.再一次洗車液沖洗如上第二階段工作。7.按照第三步與第四步工作。8.最后對汽車清水沖洗Y007與Y011燈亮，表示對汽車進(jìn)行清水沖洗，3秒過后進(jìn)入洗車的最后階段。9.進(jìn)行擦干Y005與Y006燈亮，表示電熱管與風(fēng)扇開始工作，對汽車進(jìn)行擦干處理。 44 調(diào)試、運(yùn)行中的問題在調(diào)試運(yùn)行中出現(xiàn)了許多問題，經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行修正都得以解決，在當(dāng)中出現(xiàn)的錯誤如：第一是程序的步數(shù)太多，程序過于繁瑣，后來進(jìn)過多次的修改，最終把程序簡化；第二是編程過程中沒有注意，地址重復(fù)。結(jié)束語經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)，使得我對PLC的掌握進(jìn)一步的增強(qiáng)，加深了對PLC它們的理解，并對PLC產(chǎn)生了濃厚的興趣，但是我也深深的知道自己的不足之處，比如說對應(yīng)用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序復(fù)雜程度。多在學(xué)習(xí)過程中不能想通的問題，在PLC調(diào)試過程中，終于得以解決。可以看出它對理論教學(xué)起到了必要的補(bǔ)充和額拓寬作用，對培養(yǎng)既具有扎實(shí)理論功底又具有相當(dāng)實(shí)踐能力的人才必不可少。在這次的課程中，我發(fā)現(xiàn)PLC在工業(yè)控制中的作用很大，它能使人的控制轉(zhuǎn)變成電腦的控制，大大地降低了產(chǎn)品的成本，很大地提高生產(chǎn)效率。在此過程中我還發(fā)現(xiàn)到修改完善程序的重要性。當(dāng)時(shí)編完一個程后感覺是正確的。就是這樣還要仔細(xì)檢查自己的程序?？紤]到各種可能發(fā)生的情況。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問題能力。學(xué)習(xí)的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次課程設(shè)計(jì)它對我以后的學(xué)習(xí)及工作都會產(chǎn)生積極的影響。致 謝本課題在選題及完成過程中得到老師的悉心指導(dǎo)。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，楊老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)，幫助我開拓思路。在論文完成過程中，老師多次詢問完成進(jìn)程，幫助我解決設(shè)計(jì)過程中的難題。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!參考文獻(xiàn)1 廖常初三菱FX2n系列微型可編程控制器使用手冊機(jī)械工業(yè)出版社 20042 尹宏業(yè)主編PLC可編程控制器教程北京：航空工業(yè)出版社 19973 廖常初主編PLC編程及應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20024 張萬忠主編可編程控制器應(yīng)用技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社 20025 張鳳珊主編 電器控制及可編程控制器北京：中國輕工業(yè)出版社 20016 廖常初 PLC梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法.電工技術(shù)雜志20017 鄧則名、鄺穗芳等 電器與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社 19978 曹輝可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用電子工業(yè)出版社 20039 余雷聲主編電氣原理與PLC應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1996第 17 頁 共 22 頁