自動洗車機PLC程序設計

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1、目錄 第一章 引言 1、1設計目的 1、2 控制要求 1、3 設計任務及內容 第二章 控制系統(tǒng)總體方案設計 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)可靠性設計 第三章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設計 3.1控制程序流程圖設計 3.2控制程序順序功能圖設計 3.3控制程序設計 3.4系統(tǒng)調試及結果分析 總結 參考文獻 課程設計心得 一引言 1.1設計目的 我國汽車工業(yè)高速

2、度完成長，汽車行業(yè)前景廣闊。根據調查結果表明，預計 2011 年將持續(xù)保持增長，預計增長率在 19%至 20%之間。到 2020 年，中國本土 汽車產量將達到 2000 萬輛左右，其中兩成產品將進入國際市場。 根據汽車行業(yè)專家們的預測， 隨著我國經濟的持續(xù)高速發(fā)展和人們消費觀念 的改變，中國將成為世界轎車的最大消費國之一，即我國轎車保有量在未來的一 二十年里將會有飛速提高。 在不久的將來， 開車將會是人們普遍掌握的生活技能， 轎車也不再是特權人士的標志，而將是人們出門的代步工具。那么當人們擁有一 輛自己的愛車時，無疑會呵護倍至。汽車的平時清潔護理和定期美容保養(yǎng)，必然 成為人們日常的消費內容

3、。 另一方面，我國各大中城市雖然發(fā)展很快，但建設 不配套，缺乏停車場所，使大量汽車只能露天棲息，飽受風吹、雨淋、日曬的無 奈，致使汽車日漸老化。這就更加促進了汽車美容業(yè)的發(fā)展。而汽車清洗是汽車 美容項目的重要，雖然人工洗車和 pc 洗車的收費相差不幾，但在時間、效率、 人的勞力、物力上卻涇渭分明。而使用自助洗車機則具有以下優(yōu)點： 1) 洗一輛車的時間只需要 3 至 4 分鐘，效率高； 2) 能大大削減生產力、降低勞動強度，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，又能大幅度提高的 經濟收益； 1.2 控制要求 自助洗車機控制設計 控制要求 (1)設計投幣3

4、0元自助洗車機。 (2)有3個投幣孔，分別為10元、20元及50元3種，當投幣合計30元或超過時，按啟動 開關洗車機才會動作，啟動燈亮起。7段數碼管會顯示投幣金額（用BCD碼），當投幣超過30元時，可按退幣按鈕，這時7段數碼管會退回零，表示找回余額（退幣選作）。 洗車機動作流程 （1）．按下啟動開關之后，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后，開始往左移，噴水機及刷子繼續(xù)動作。 （3）．洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，噴水機及刷子停止動作，清潔劑設備開始動作——噴灑清潔劑。 （4）．洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移

5、，繼續(xù)噴灑清潔劑。 （5）．洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，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后停止，洗車機繼續(xù)往右移，右移3s后，洗車機停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機繼續(xù)往右移，到達右極限開關停止，然后往左移。 （7）．洗車機往左移3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機繼續(xù)往左移3 s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開關后停止，然后往右移。 （8）．洗車機開始往右移，并噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當碰到右極限開關時，洗車機停止前進并往左移，噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動作，直到碰到左極限開關

6、后停止，并開始往右移。 （9）．洗車機往右移，風扇設備動作將車吹干，碰到右極限開關時，洗車機停止并往左移，風扇繼續(xù)吹干動作，直到碰到左極限開關，則洗車整個流程完成，啟動燈熄滅。 3．原點復位設計。 若洗車機正在動作時發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點復位，將洗車機復位到原點，才能做洗車全流程的動作，其動作就是按下[復位按鈕]，則洗車機的右移、噴水、洗刷、風扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機往左移，當洗車機到達左極限開關時，原點復位燈亮起，表示洗車機完成復位動作。 1、3 設計任務及內容 根據控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行自助洗車機運行原理設

7、計、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計、創(chuàng)新設計，提高理論知識工程應用能力、系統(tǒng)調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括： 1. 設計出硬件系統(tǒng)的結構圖、接線圖； 2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能； 3. 運用功能指令進行PLC控制程序設計； 4. 程序結構與控制功能自行創(chuàng)新設計； 5. 進行系統(tǒng)調試，實現自助洗車機的控制要求。 二．系統(tǒng)總體方案設計 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點為24個數字量輸入點和16個數字量輸出點的西門子PLC。本設計系統(tǒng)采用PLC作為核心控制、人機交互和串口通信、數碼管和電源組成。其所需完成的功能是將鍵盤

8、和投幣機采集到的信號通過I/O端口輸送到PLC內部進行數據的處理，得到的結果判斷是否滿足開始洗車的條件，以實現對洗車電路的控制。同時數據處理時要求進行一定的數據顯示和指示燈的閃動。 2.2 硬件系統(tǒng)組成 本設計系統(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作為數據處理和控制單元，以數碼管作為數據顯示單元，以指示燈作為用戶狀態(tài)單元和開鎖指示單元，組成硬件結構框圖。 其中按鈕輸入信號包括人工輸入的信號和洗車機碰到限位開關時的信號。人工輸入信號包括：開始按鈕、開始投幣按鈕、投幣結束按鈕、開始洗車按鈕；洗車機碰到的限位開關信號包括：洗車機初始位置信號、左限位開關信號、右限位

9、開關信號。 七段數碼顯示器 自動找零投幣機 10元投幣開關 20元投幣開關 50元投幣開關 PLC 左右移動開關 噴水開關 清潔劑開關 洗刷開關 風扇開關 圖2.2 硬件結構框架圖 2.3 I/O分配表 輸入信號 輸出信號 啟動 I0.0 洗車機右移 Q0.0 右限位開關 I0.1 洗車機左移 Q0.1 左限位開關 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 Q0.5 復位

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

11、刷洗繼續(xù) 復位到位 復位燈亮 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，風扇工作 D N Y N Y N Y N Y C D 右極限？ 洗車左移，風扇繼續(xù)工作 左極限？ 整個流程結束，啟動燈滅 結束 N Y N Y 3.2時序圖設計 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 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

15、試及結果分析 在程序編寫完成后，先檢驗其是否符合設計初衷，是否能達到相應的指標。首先是投幣程序的調試，檢驗投幣時程序是否能得到信號，在滿足條件的情況下能否得到響應。然后是洗車程序的調試，通過假定輸入一定的初值來檢驗程序是否正常。通過多次的調試和修改，基本達到了控制要求。 總結 本次課程設計主要運用PLC控制的一些相關知識，如運用PLC的I/O端口、數碼管顯示等各種實用功能。本次課程設計使得我們對于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，學會了使用PLC仿真軟件進行編程以及調試。 參考文獻

16、 1、袁任光，可編程控制器應用技術與實例，華南理工大學出版社，2003 2、常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器，機械工業(yè)出版社，2004 3、鐘肇新、彭侃，可編程控制器原理與應用，華南理工大學出版社，2004 4、鐘肇新、范建東、馮太合，可編程控制器原理及應用，華南理工大學出版社，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實用程序及設計（三菱FX2系列），西安電子科技大學出版社，2008 7、王建、張宏，三菱PLC入門與典型應用，中國電力出版社，2009 課程設計心得 在本次設計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識。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。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。 在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。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驗，增強了信心。