PLC課程設計自動洗車機控制設計.docx

自動洗車機控制設計論文目錄摘 要11 系統(tǒng)概述21.1應用背景和意義21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3設計任務和要求32 方案論證43 硬件設計43.1主電路43.2I/O分配53.3I/O接線圖53.4元器件選型54 軟件設計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16致 謝17摘 要可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能實現(xiàn)邏輯控制，因而被稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC。隨著微電子技術(shù)和微型計算機的發(fā)展，微處理器用于PLC，使其不僅可以實現(xiàn)邏輯控制，還可以進行數(shù)字運算和處理、模擬量調(diào)節(jié)和聯(lián)網(wǎng)通信等，因此美國電氣制造協(xié)會于1980年將它正式命名為可編程控制器（ProgrammableController），簡稱PC。但近年來PC又成為個人計算機（PersonalComputer）的簡稱，為避免發(fā)生混淆，我們?nèi)园芽删幊炭刂破骱喎Q為PLC。隨著科技的發(fā)展，洗車機也從原來的人工洗車發(fā)展到了如今的自動洗車，為了更加方便人民以后的洗車問題，本系統(tǒng)實現(xiàn)了完全的自動化洗車不需要人的參加，也使得洗車越來越輕松、方便、快捷。隨著工業(yè)控制器在人類生活中越來越廣泛被應用,該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)、檢測技術(shù)等。本裝置采用的中心自動化控制可編程控制器（即PLC）來設計完成的。PLC是在繼電器控制和計算機控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型自動控制裝置。本文就是針對這一情況而設計的自動洗車系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：自動洗車系統(tǒng)工作原理PLC1 系統(tǒng)概述1.1應用背景和意義自從19世紀第一輛汽車誕生以來，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的的飛躍，隨著時代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對汽車的需求量也逐漸加大，隨之而來的便是汽車的保養(yǎng)，其中汽車的清洗便是不可缺少的內(nèi)容。目前，國內(nèi)的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對于當今社會，高科技的發(fā)展實現(xiàn)了各行各業(yè)的自動化控制，但是在汽車清洗行業(yè)，大部分仍是靠人工來完成。傳統(tǒng)的洗車業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對汽車進行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對汽車進行沖洗，再在自然光及風等自然條件下，讓清洗的汽車進行自動風干。雖然可以達到清洗汽車的目的，但過分依賴于勞動力，操作時間長，洗車過程慢，并且浪費了大量的水資源，經(jīng)濟性差，不適合和洗車業(yè)的發(fā)展需求。目前比較大型的汽車美容公司，雖然實現(xiàn)了汽車的清洗、打蠟、噴漆等自動化工程，但成本比較高，其自動控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門的汽車清洗行業(yè)，因此，相對于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。如何實現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車自動清洗裝置，就成了汽車清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。因此，本次設計就是采用PLC控制，利用定時器，通過線路的通斷來實現(xiàn)汽車自動清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時它可以高效、準確的完成洗車任務，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當代建設節(jié)約型社會的時代需要。并且本次汽車清洗自動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適合不同場合的需求，尤其是中小型公司。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車清洗是近幾年才在我國逐漸發(fā)展起來的新興行業(yè)，具備資金和技術(shù)門檻低的特點。由于從國家到地方，相關(guān)的行業(yè)標準不是十分完備，對場地、環(huán)保、設備、技術(shù)、經(jīng)營管理等方面都缺乏明確的規(guī)定和要求，導致本該被淘汰地洗車方式仍然在洗車市場上大行其道，而無水洗車、全白動電腦機械化洗車等先進的洗下方式卻在市場份額中占有很小的比例。在歐、美等發(fā)達國家，經(jīng)過多年的發(fā)展，科學洗車的理念己深入人心，洗車市場的洗車方式有全自動電腦洗車機洗車、蒸汽洗車和無水洗車，其中尤以全自動電腦洗車為主。在我國建設，美化城市，創(chuàng)建現(xiàn)代化城市的發(fā)展主題中，在全社會，約水資源、保護環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的潮流中，追求時尚、效率和環(huán)保已成為汽車美容服務行業(yè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。目前，城市落后的人丁洗車方式已不能適應現(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、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，當務之急，必須推廣科學的、環(huán)保的、符合中國國情的科學洗車方式，要新的理念、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。全自動電腦洗車機，順應時代的需要應運而生。它的出現(xiàn)是向傳統(tǒng)洗車方式的挑戰(zhàn)，必將引起洗車行業(yè)市場一場激烈的競爭和帶米根本性的變革。中國的洗車行業(yè)要發(fā)展，必須與國際洗車業(yè)接軌，縮小與國際先進洗車行業(yè)的差距，因此，推廣和應用全自動洗下機勢在必行。1.3設計任務和要求用PLC的相關(guān)知識設計一個自動洗衣機的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)需滿足以下要求：1.按下啟動按鈕，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始洗刷。2.洗車機右移到達右極限開關(guān)后，開始左移，噴水及刷子繼續(xù)工作。3.洗車機左移到達極限位置后，開始右移，噴水機及刷子停止工作，清洗機設備開始動作噴灑清洗劑。4.洗車機右移到達極限位置，開始左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。5.洗車機左移到達極限位置，開始右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機往右移3s后停止，刷子開始洗刷。6.刷子洗刷5s停止，洗車機繼續(xù)右移3s，刷子又開始洗刷5s停止，洗車機繼續(xù)右移，到達右極限開關(guān)后停止，然后往左移。7.重復上面第6步，左移碰左極限開關(guān)停止。8.洗車機往右移，風機設備動作將車吹干，碰到右極限開關(guān)時，洗車機往左移，直到碰到左極限開關(guān)，重復3次動作。洗車整個過程完成。啟動燈熄滅。9.若洗車機正在動作時發(fā)生停電或故障，則故障排除后心須使用原點復位，將洗車機復位到原點，才能做洗車全流程的動作，洗衣車機往左移，當洗車機到達左極限開關(guān)時，原點復位燈亮起，表示洗車機完成復位動作2 方案論證 洗車機要求有啟、停止、復位功能，所以設計時需要三個輸入口輸入信號。如使用本方案，啟動程序后，按下啟動按鈕，啟動指示燈亮，表示自動洗車機已經(jīng)啟動；洗車機右移，噴水設備噴水，刷子開始洗刷；當達到右極限時，觸動行程開關(guān)SQ2，洗車左移，噴水和洗刷繼續(xù)；當?shù)竭_左極限時，行程開關(guān)SQ1動作，噴水和洗刷停止，洗車右移，清洗設備開始動作噴清洗劑；當?shù)竭_右極限后，洗車左移，繼續(xù)噴清洗劑；再次到達左極限后，停止噴灑清洗劑，洗車和刷子變?yōu)殚g續(xù)性運動（洗車運動3s停止，刷子洗刷5s，如此循環(huán)往復），直到到達右極限，然后再以這種運動方式運動直到到達左極限；到達左極限后，刷子停止動作，洗車機右移，風機設備動作，到達右極限后，洗車機左移，風機設備繼續(xù)動作直到到達左極限，如此重復3次動作后，計數(shù)器C0動作，風機停止，洗車完成，啟動燈熄滅。3 硬件設計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分配表輸入地址號信號名稱輸入地址號信號名稱X0左極限開關(guān)SQ1Y0洗車機左移KM1X1右極限開關(guān)SQ1Y1洗車機右移KM2X2啟動開關(guān)SB1Y2噴水機灑水KM3X3停止開關(guān)SB2Y3清洗劑控制KM4X4復位按鈕SB3Y4刷子控制KM5Y5風機控制KM6Y6啟動指示燈HL1Y7復位指示燈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 序號代號名稱型號數(shù)量1M三相異步電動機J02-22-4,1.5kw 1410轉(zhuǎn)/分，380v，3.49安52QS低壓隔離器（空氣開關(guān)）DZ47-3P13FR熱繼電器JR36-2054CPUPLC處理器CPU22215KM交流接觸器CJX2-0966SB按鈕LAY827SQ行程開關(guān)LXK228FU熔斷器RT16-2039L導線 若干10AC交流電源220v14 軟件設計4.1主流程主流程圖如圖4-1所示。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，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)試進過多次反復調(diào)試與修改，本次設計基本滿足了自動洗車機控制的要求：當按下X2時，啟動指示燈亮，表示洗車程序已啟動，此時，實驗臺上表示洗車右移、噴水機噴水和刷子洗刷的三個燈HL4、HL5、HL7也亮了；按下開關(guān)X1模擬洗車到達右極限，此時，HL4熄滅，表示洗車左移的燈HL3和HL5、HL7均亮；按下開關(guān)X0，模擬洗車到達左極限，此時，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；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)交替進行下去；按下X1后，實驗臺上僅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)交替進行下去；按下X0，試驗臺上僅HL4和代表風機動作的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3次動作后，實驗臺上所有燈均熄滅。為模擬故障復位，在實驗時，按下手動復位按鈕X4，實驗臺上復位指示燈亮。模擬故障停車時，按下X3，實驗臺上所有的燈均熄滅。6 結(jié)論經(jīng)過近一周的努力，我的課程設計終于完成了。課程設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設計，我明白了自己原來知識還比較欠缺的。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在設計過程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多平時不容易發(fā)現(xiàn)的問題，比如，在實際操作中，若不小心觸動行程開關(guān)，則程序就會產(chǎn)生誤操作，使程序產(chǎn)生邏輯錯誤或者是根本無法運行，這一點具有實際生產(chǎn)意義，必須加以考慮。另外，如果自動洗車在工作中因斷電或故障而停止，必需復位后重新啟動，這樣就會浪費以前的大量工作，在實際應用時我們可以設置手動擋，以提高效率，降低成本，避免無謂的重復工作。我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多知識，為將來的畢業(yè)設計打下了一定的基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了我獨立工作學習的能力。相信這次課程設計會對今后的學習、工作生活有很重要的影響。這次課程設計而且大大提高了我的動手能力，使我充分體會到在創(chuàng)造過程中探索的艱難，同時也讓我嘗到了成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的知識是這次課程設計的最大收獲，也將成為我的財富，這些都會為以后的繼續(xù)學習提供一個很好的基礎(chǔ)。 參考文獻1.王兆義.可編程控制器使用技術(shù)M.北京：機械工業(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：機械工業(yè)出版社，2004.3.殷洪義.可編程控制器選擇設計與維護M.北京：機械工業(yè)出版社.20024.高欽和.可編程控制器應用技術(shù)及其設計實例M.北京:高等教育出版.2004.5.阮友德.電氣控制與PLC實訓教程M.北京：人民郵電出版社，2006.6.史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)M.北京：化學工業(yè)出版社，2003.致 謝經(jīng)過一個學期的PLC課程學習，在陳娜老師的精心指導和教誨下，我們圓滿完成了對自己的專業(yè)核心課PLC的學習，我們花費一周左右的時間完成了本次課程設計。本此課程設計提高了我們多方面的能力，包括自主學習能力，勇于探索能力和總結(jié)提升能力。同時也增強了我們勤奮艱苦的精神，培養(yǎng)了我們團隊協(xié)作意識，提高了我們的總和素質(zhì)。這些各個方面能力的提高，成為了我們以后人生的財富。同時也為我們即將到來的大四畢業(yè)設計做了一次鋪墊。在本次課程設計過程中，首先要感謝陳娜老師不辭辛苦為我們的課程設計做指導，當我們有問題時，陳娜老師總能認真細心地為我們解答，這樣是我們遇到問題總能迎刃而解，從而順利完成課程設計，完成PLC課程的學習。其次要感謝同組同學的齊心協(xié)力，在課程設計過程中每個人都分工明確，并且在保質(zhì)保量完成自己工作同時積極幫助同組其他同學，這樣我們組才成為了一個團結(jié)的小組。最后也要感謝本班其他同學的幫助，當我們問他們問題時，他們也都一一仔細解答。如果沒有以上人員的共同努力本次課程設計的完成是難以想象的。 17