自助洗車機(jī)控制設(shè)計(jì).doc

PLC控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)第1章 控制工藝流程分析1.1 控制過程描述有3個(gè)投幣孔，分別為5元、10元及50元3種，當(dāng)投幣合計(jì)100元或超過時(shí)，按啟動 開關(guān)洗車機(jī)才會動作，啟動燈亮起。7段數(shù)碼管會顯示投幣金額（用BCD碼），當(dāng)投幣超過100元時(shí)，可按退幣按鈕，這時(shí)7段數(shù)碼管會退回零，表示找回余額（退幣選作）。1.2.控制工藝分析1設(shè)計(jì)投幣100元自助洗車機(jī)。2洗車機(jī)動作流程。1）按下啟動開關(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)及刷子停止動作，清潔劑設(shè) 備開始動作噴灑清潔劑。4）洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，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)動作，直到碰到左極限開關(guān)后停止，并開始往右移。9）洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動作將車吹干，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)吹干動作，直到碰到左極限開關(guān)，則洗車整個(gè)流程完成，啟動燈熄滅。第2章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件組成本系統(tǒng)采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集單元，以PLC為作為數(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)框架圖。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)碰到限位開關(guān)的信號包括：洗車機(jī)初始位置信號、左限位開關(guān)信號、右限位開關(guān)信號。2.2 控制方法分析洗車投幣機(jī)系統(tǒng)滿足大于五十元可以洗車。主要用到移位寄存器，加法器用于記住投入的錢數(shù)，比較指令用于看是否猶如的錢數(shù)大于五十。開始洗車。洗車機(jī)第一次右移時(shí)有噴水及刷洗動作，到達(dá)右極限使右極限開關(guān)動作從而控制洗車機(jī)左移，而噴水及刷洗繼續(xù)，直到碰到左極限開關(guān)。洗車機(jī)第二次右移時(shí)，噴水停止、刷子動作及清潔劑開始噴灑，直到右極限行程開關(guān)動作，洗車機(jī)左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開關(guān)動作。洗車機(jī)第三次右移時(shí)，洗車機(jī)右移6s停止，刷子刷洗5s，連續(xù)兩次后繼續(xù)右移，直到碰到右極限開關(guān)，其中，洗車機(jī)右移及刷子刷洗由接通延時(shí)計(jì)時(shí)器T37和T38形成的震蕩電路控制，直到碰到右極限開關(guān)后通過互鎖使刷子動作電路斷開，刷子停止工作。此時(shí)洗車機(jī)左移，進(jìn)行和上次右移時(shí)同樣的動作，直到碰到左極限行程開關(guān)。洗車機(jī)第四次右移，噴灑清水及刷子動作，直到碰到右極限開關(guān)。洗車左移同時(shí)噴水刷洗繼續(xù)直到噴到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機(jī)第五次右移，風(fēng)扇開始動作，直到碰到右極限開關(guān)，洗車機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動作。洗車機(jī)左移直到碰到左極限開關(guān)，控制整個(gè)設(shè)備停止，洗車機(jī)完成洗車。2.3 I/O分配自動洗車控制系統(tǒng)采用了八個(gè)輸入信號，分別為啟動開關(guān)I0.0、左極限開關(guān)I0.2、右極限開關(guān)I0.1、原點(diǎn)復(fù)位按鈕I0.3、5元投幣孔I0.4、10元投幣孔I0.5、50元投幣孔I0.6;若干輸出信號，洗車機(jī)左移Q0.4、洗車機(jī)右移Q0.3、刷子動作Q0.2、噴水Q0.1、噴灑清潔劑Q0.5、風(fēng)扇動作Q0.6、復(fù)位燈Q0.7、啟動燈Q0.0.、投幣指示燈Q1.0。經(jīng)啟動后可自動完成清洗后自行停止，也可手動停止，但啟動前必需復(fù)位。表1 自動洗車控制系統(tǒng)I/O地址分配表控制信號信號名稱地址編碼輸入信號啟動信號I0.0右極限信號I0.1左極限信號I0.2原點(diǎn)復(fù)位信號I0.35元投幣孔I0.410元投幣孔I0.550元投幣孔I0.6輸出信號洗車機(jī)右移Q0.0風(fēng)扇動作Q0.6刷子刷洗Q0.2洗車機(jī)左移Q0.4噴灑清潔劑Q0.5噴水動作Q0.1啟動燈信號Q0.3復(fù)位燈信號Q0.7投幣指示燈Q1.02.4 系統(tǒng)結(jié)線圖設(shè)計(jì)圖2-1硬件接線圖第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 3.1控制程序流程圖 圖3-1程序流程圖3.2控制程序時(shí)序圖圖3-2控制時(shí)序圖3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路通過控制要求可知，本程序設(shè)計(jì)主要分為兩部分：投幣程序和洗車程序。先啟動洗車機(jī)，然后開始投幣，當(dāng)投入的總錢數(shù)大于等于100元，然后找余錢并啟動洗車程序，開始洗車，洗車指示燈亮。洗車程序結(jié)束，洗車機(jī)碰到左極限開關(guān)自動停止，洗車指示燈亮熄滅。在洗車過程中，如果出現(xiàn)故障，排除故障后按復(fù)位開關(guān)，程序跳轉(zhuǎn)到洗車程序開始出重新運(yùn)行洗車程序直至結(jié)束。第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 PLC與上位監(jiān)控軟件通訊PLC選用Modbus RTU主通訊模塊（master）。Pakscan IIE主站控制器是一個(gè)遠(yuǎn)程終端單元，作為Modbus從設(shè)備（slave）。PLC的CPU通過用Modbus RTU住通訊模塊控制Pakscan IIE主站控制器的讀寫，被稱為用Modbus host。系統(tǒng)采用單用Modbus host兩線通訊方式，該方式最多可以連接32個(gè)Pakscan IIE主站控制器。主通訊模塊的程序設(shè)計(jì)有3個(gè)部分內(nèi)容：初始化通訊模塊;讀寫用Modbus/RTU數(shù)據(jù)；檢測通訊狀態(tài)。通訊模塊的初始工作主要是配置3個(gè)初始換控制塊的參數(shù):Slave控制塊（SCB），信息控制塊（MCB） 和通訊要求參數(shù)快（COM_REQ）。SCB是一個(gè)15個(gè)寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是定義與通訊的Slave的型號、個(gè)數(shù)、狀態(tài)等參數(shù)，每一個(gè)Slave需要定義一個(gè)SCB快，MCB是一個(gè)6個(gè)寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是定義Master要求每個(gè)Slave執(zhí)行的命令信息，包括命令類型、RTU引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主機(jī)號等參數(shù)，每一種命令需要定義一個(gè)MCB塊，COM_REQ是一個(gè)17個(gè)寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是定義通訊方式、端口控制字及監(jiān)測SCB和MBC的狀態(tài)參數(shù)等，每一個(gè)端口需要定義一個(gè)COM_REQ塊。搜有這些初始化參數(shù)在PLC上電或冷啟動初始換的第一個(gè)掃描周期內(nèi)加載到RTU主通訊模塊，此后RTU主通訊模塊負(fù)責(zé)與PakscanIIE主站控制器通訊，而PLC則與RTU主通訊模塊交換數(shù)據(jù)。讀寫Modbus/RTU數(shù)據(jù)和監(jiān)測通訊狀態(tài)的變成相對簡單，只要讀寫初始化時(shí)定義的相應(yīng)的PLC參數(shù)地址即可。 4.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)上位監(jiān)控戰(zhàn)可以準(zhǔn)確的監(jiān)測和控制儲運(yùn)過程的所有信息和設(shè)備。通過編程、組態(tài)、連接，形象地反映實(shí)際工藝流程，顯示動態(tài)數(shù)據(jù)，設(shè)置PID控制參數(shù)以及過程參數(shù)，并可以查看歷史趨勢，報(bào)警歷史報(bào)表等。Rotork的現(xiàn)場電動閥配置在流程的輸油管線上，通過按鈕可以人工開啟、停止和關(guān)閉任一個(gè)閥門，并顯示任意時(shí)刻的閥門狀態(tài)和閥位值。涉及良好的人機(jī)界面使操縱簡便、直觀。 4.3 實(shí)現(xiàn)的效果我們可以應(yīng)用上位監(jiān)控軟件，隨時(shí)監(jiān)測這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)臺，并控制現(xiàn)場個(gè)控制柜面板，來了解設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，上位監(jiān)控軟件上有文字顯示故障類型，工藝流程圖上相對應(yīng)設(shè)備閃爍，這樣可以排除故障，浙江大大提高了系統(tǒng)可靠運(yùn)行水平。第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題在程序編寫完成后，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。5.2 結(jié)果分析通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、連線和運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。本系統(tǒng)采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集單元，以PLC為作為數(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。課程設(shè)計(jì)心得通過這次緊張的課程設(shè)計(jì)，我收獲頗多，每天面對著電腦，翻閱各種相關(guān)資料，體會頗深。短暫的PLC學(xué)習(xí)有種意猶未盡之感，在這次課設(shè)中，加深了PLC相關(guān)知識的理解.在課設(shè)開始的前期，也遇到了麻煩，比如說，由于以前沒學(xué)習(xí)過PLC，遇到許多困難，在這里很感謝老師的耐心教導(dǎo)，和同學(xué)的幫助。通過木次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，.與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，.又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。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，于是圖書館和成了我們很好的助手。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，在以后的作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方而的能力便會使我們受益非淺。參考文獻(xiàn)1 李建興可編步伐節(jié)制器及其應(yīng)用M北京：機(jī)械工業(yè)出書社，1999.2 2 邱公偉可編程節(jié)制器收集通信M北京：清華大學(xué)出書社，2000.7 3 鄒益仁現(xiàn)場總線節(jié)制體系的預(yù)設(shè)M北京：國防工業(yè)出書社，2003.3附錄程序Network 1 LD M1.6A I0.2O SM0.1O M0.0AN M0.1= M0.0Network 2 LD M0.0A I0.0O M0.1AN M0.2= M0.1= Q0.1= Q0.2= Q0.3= Q0.0Network 3 LD M0.1A M0.1O M0.2AN M0.3= M0.2= Q0.4= Q0.2= Q0.3= Q0.0Network 4 LD M0.2A I0.2O M0.3AN M0.4= M0.3= Q0.5= Q0.0= Q0.1Network 5 LD M0.3A I0.1O M0.4AN M0.5= M0.4= Q0.5= Q0.4= Q0.0Network 6 LD M0.4A I0.2LD M0.6A T38AN C0OLDO M0.5AN M1.7= M0.5= Q0.1= Q0.0TON T37, 32Network 7 LD M0.5A T37O M0.6AN M0.7AN T38A C0= M0.6= Q0.3= Q0.0TON T38, 50Network 8 LD T37= M1.7Network 9 LD M0.6LD M0.5CTU C0, 2Network 10 LD M0.6A C0A T38O M0.7AN M1.0= M0.7= Q0.0= Q0.1Network 11 LD M0.7A I0.1LD M1.1AN C1A T40OLDO M1.0AN M2.1= M1.0= Q0.0= Q0.4TON T39, 30Network 12 LD M1.0A T39O M1.1AN M1.2A C1AN T40= M1.1= Q0.0= Q0.3TON T40, 50Network 13 LD T39= M2.1Network 14 LD M1.1LD M1.0CTU C1, 2Network 15 LD M1.1A C1A T40O M1.2AN M1.3= M1.2= Q0.0= Q0.4Network 16 LD