跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)設計

1、本科生畢業(yè)論文（設計）中文題目 跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)設計 中文摘要作者根據(jù)國內(nèi)外跑道指引燈自動清洗的設計情況，依照工作實際需求和清洗目標，完成跑道指引燈自動清洗裝置的控制系統(tǒng)的設計，并按照需求設計工作流程。本文詳細講解了利用西門子PLC S7-200的跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)的實現(xiàn)流程，從硬件搭建與軟件仿真兩方面論述。裝置采用立式結(jié)構(gòu)安裝，外設熱風扇、電動刷及電磁水箱，用來實現(xiàn)系統(tǒng)烘干和清洗的任務。從機具有數(shù)據(jù)處理功能，能夠測量指引燈的光照強度，反饋其清潔程度，及時控制系統(tǒng)的運行。使用西門子觸摸屏設計方便、直觀的人機界面，全面提高系統(tǒng)的控制水平以及自動運行能力。關(guān)鍵詞 清洗 自動 人機界面 可

2、編程 外文摘要Title Design of the automatic cleaning system for the runway lightAbstractAuthor according to the domestic and foreign runway guide lamp automatic cleaning of the design, according to the cleaning requirements and actual need of work, runway design guide lamp automatic cleaning device co

3、ntrol system, and according to the needs of the development of cleaning process. This paper explains the realization process of the automatic cleaning system of the runway guided light by SIEMENS S7-200 PLC, and discusses the two aspects of the hardware and software simulation. The main engine adopt

4、s the fixed structure, the peripheral drying heat fan, the electric brush and the electromagnetic water tank, for the purpose of cleaning and drying the system. From machine with data processing function, can measure the light intensity of the light intensity, feedback its cleanness, and control the

5、 running of the system in time. Use SIEMENS touch screen to design the operation interface of the intuitive and easy, improve the control level and automatic operation ability of the system.Keywords Clean Automatic Interface Programmable 目 錄1緒論11.1背景與意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.2.1國內(nèi)外技術(shù)概況21.2.2發(fā)展趨勢或當前存在的問題31.3本

6、文的研究內(nèi)容41.4工作安排52系統(tǒng)整體設計52.1方案的選擇52.2 PLC的介紹63 系統(tǒng)的硬件設計83.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)83.2采集模塊103.2.1光強的檢測103.2.2模擬量擴展模塊113.3執(zhí)行模塊133.3.1 噴水133.3.2刷洗133.3.3烘干133.4接口界面設計143.5硬件設計總結(jié)154 系統(tǒng)軟件設計164.1軟件設計邏輯164.2 系統(tǒng)控制分析174.3輸入/輸出、變量分配184.4重要程序說明194.5軟件整體設計225 整體調(diào)試235.1硬件測驗235.1.1 光強變送器調(diào)試235.1.2電磁水箱調(diào)試235.1.3電動刷子調(diào)試235.1.4烘干風扇調(diào)試235.

7、2軟件調(diào)試245.3綜合調(diào)試24總結(jié)26參考文獻27致謝29附錄A311緒論1.1背景與意義20世紀，人們發(fā)明了飛機,隨著社會的進步,飛機早就融入了人們的生活。飛機起初是國家武裝力量的重要保障，現(xiàn)在也廣泛應用于民用中,所以保證飛機的安全至關(guān)重要。跑道指引燈，還被稱為機場助航燈，它關(guān)系到飛機的安全方面的問題1。跑道指引燈和地標相似，都歸類為機場里面的輔助裝置，它的任務是為了穩(wěn)定地指引飛機平穩(wěn)地著陸，特別對于飛機飛行在周圍清晰度差的情況。飛行員依附這些燈光的提示，單純憑借目光察看，可以在晚上、黑暗環(huán)境及天氣因素等前方不清晰的情況下，掌握機場飛行跑道的準確位置信息，從而操控飛機安全地著陸。飛機在降落

8、或者是飛起來的過程中，由于滑行路面與機輪之間存在接觸，摩擦速度很快會產(chǎn)生固體顆粒。不單單如此，尾氣排放也會造成污染，污染物落在燈罩表面，長時間形成污垢。跑道燈的亮度便因此相對地下降，光線強度的變化會直接影響飛機駕駛員的目視判斷。所以跑道燈的清潔維護變得尤為重要，及時對跑道燈表面的清洗工作直接影響到飛機安全著陸問題。目前，機場一般選擇光源的光強控制系統(tǒng)是基于白熾燈，基于跑道燈的清理預期設計了一套自動清洗系統(tǒng)。該清洗控制系統(tǒng)可以完成飛機指引燈的全自動清洗,并且清洗次數(shù)可以根據(jù)燈光目標亮度進行調(diào)整。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)外技術(shù)概況人們生活與清洗緊密聯(lián)系，清洗在中國工業(yè)方面，從簡單的、落后

9、的、傳統(tǒng)的清洗成為了一個產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化專業(yè)技術(shù)的必須，發(fā)展成我國現(xiàn)代化工業(yè)和當今社會文明的主流趨勢2。清洗按照涉及方面不一樣被劃分成工用和日用2種清洗形式；清洗的工用是指在工業(yè)操作流程用到的洗滌，而日用洗滌是老百姓平時生活中密不可分的行為。工用清洗按照精細程度可以劃為一般、精細和超細精三種方式；一般清洗主要針對較大固體顆粒；精細清洗主要針對細小的顆粒物；超精細洗滌能清除微小粒子3。盡管大家日常生活離不開清洗這一行為,但中國清洗行業(yè)的理念呈現(xiàn)的卻很晚很晚，1980年之前還沒有。20世紀90年代初，北京大學等部門在從前的環(huán)保局號召下，而且獲取了國家的允許，在相關(guān)國家方案里第一次建議清洗事業(yè)理念。這幾

10、年,跟著經(jīng)濟能力的升高及科技成長,清洗事業(yè)已經(jīng)慢慢走近人們的視線中。到現(xiàn)在, 國內(nèi)已經(jīng)有千余家企業(yè)投入到研制設備用于清洗的大潮中。我國在這個行業(yè)普遍處于手工和化學溶劑等方式,其中化學方式占據(jù)我國清洗市場70%之多,但是其不僅浪費時間和資源,也會威脅操作人員的安全。中國在航空航天方面,落后的手工清洗工藝一直存在,還有就是運用了很多地化學洗滌溶劑,這類方法不單單浪費的洗滌劑資源，還會對身體健康和生活環(huán)境造成不良影響。在飛機的清洗方面，很多國家都已經(jīng)掌握了高超的技術(shù)水平，并且具有成熟的操作裝置。普拉特惠特尼公司（隸屬加拿大）制造了一套系統(tǒng)用于全自動清洗,應用其在飛機發(fā)動機清洗方面有了較好的效果。它通

11、過清水的高壓化替換了從前的化學工業(yè)溶劑4,降低花銷,并且無污染,同時能夠在短時間內(nèi)處理曾經(jīng)繁瑣的流程,大大降低整體的工作時間。馬格納斯清洗機由美國航空公司生產(chǎn)，它通過特殊溶劑和水溶液,能夠用2小時完成發(fā)動機軸承洗滌工作,提高了5倍工作效率，而過去的工作方式耗時大約8時5。由于中國經(jīng)濟的進步和科學水平的提高，目前有很多洗滌裝置的研究和制造。其中對于燈罩的洗滌，在汽車行業(yè)獲得了普及。汽車大燈在市面上的清洗裝置，通過出水口設計，隨時對前燈上的灰塵等污垢進行清洗，普遍采用高壓擦洗，得到廣泛的認可。由于文明的進步,大家開始發(fā)現(xiàn)這個行業(yè)的未來前景,它既體現(xiàn)了我國科技的先進，也映射出國民生活質(zhì)量 6。1.2

12、.2發(fā)展趨勢或當前存在的問題目前國內(nèi)外對于跑道指引燈的清洗一般依賴人工操作和噴淋式清洗。前者用工業(yè)介質(zhì)和水通過人為擦拭的方式，后者是在指引燈周圍布置若干噴嘴7-8，水泵將洗滌劑加壓至噴嘴對燈罩外觀沖洗達到去污目的。人工操作效率低，由于天氣的變化，尤其北方寒冷地區(qū)，往往會因為擦拭不干導致燈上面會形成冰層，嚴重影響跑道燈的亮度。噴涌方法效果差，浪費資源。綜上所述，開展機場指引燈自動清洗系統(tǒng)的設計和研制不但有助于飛機安全，還能實現(xiàn)無污染操作，響應綠色工業(yè)事業(yè)。1.3本文的研究內(nèi)容本文主要負責跑道指引燈自動清洗裝置的研制：（ 1 ）設計一種檢測方案反映跑道燈是否符合規(guī)定的亮度，根據(jù)其亮度值及時對跑道燈

13、進行清洗。（ 2 ）設計一種洗滌流程，全面迅速地完成燈罩清潔工作。（ 3 ）設計快速的烘干方式，對燈罩進行干燥處理。（ 4 ）系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)試，實現(xiàn)減排。基于西門子公司的s7-200，設計一套跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)。將跑道燈置于裝置中，檢測裝置測試跑道燈光照強度，判斷其清潔程度，不達標進行清洗，主控裝置控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，驅(qū)動電刷和水槍對燈罩各個方位進行清洗，清洗周期結(jié)束，主機控制回收裝置收集污水并控制熱風扇烘干燈罩，檢測裝置再次進行達標測試并重復以上流程直至清洗徹底。系統(tǒng)整體設計要求高效，主要從效果和控制考慮，具體設計指標如下：（1）檢測裝置通過數(shù)據(jù)采集和數(shù)模轉(zhuǎn)換獲得跑道燈的光照強度，總結(jié)光強與燈罩清

14、潔程度的關(guān)系，分析得出標準光強，經(jīng)過系統(tǒng)操作，清洗效果控制在標準光強的±10%。（2）跑道指引燈的控制采用觸摸屏的觸控方式，可自動控制，也可以手動操作。1.4工作安排本論文為了實現(xiàn)跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)的設計，力求系統(tǒng)裝置的先進性、科學化。本文應用了PLC來實現(xiàn)跑道指引燈自動清洗裝置的控制系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)軟件及硬件的設計方法，經(jīng)過實驗驗證，該系統(tǒng)的實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，能夠完成自動清洗任務，實時保證指引燈的清潔，提高指引燈工作亮度。本文簡述了指引燈自動清洗裝置的背景意義以及查閱、調(diào)研的情況，指出指引燈用途，提出自動清洗設計方案。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動控制和實時保證指引燈的清潔程度。本文還對西

15、門子平臺S7-200的由來、發(fā)展、功能等進行了介紹，同時對跑道指引燈自動清洗裝置的設計進行了詳細的闡述。2系統(tǒng)整體設計2.1方案的選擇跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)設計方案有以下三種：方案一：以繼電裝置等基本元件構(gòu)成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制要求。方案二：用單片機做整體樞紐設計裝置，實現(xiàn)功能。方案三：利用可編程控制器建立整體裝置，完成設計。方案論證及可行性分析如下：方案一為單一的硬件電路，控制邏輯簡單，但是過分靠繼電裝置控制，硬件較為復雜，搭建和檢測的工作量太大，電路易產(chǎn)生故障，穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)問題難以解決，不適合運行維護，并且控制精度很低。方案二為單片機控制系統(tǒng)，它擁有重量輕、抗干擾、能耗少的好處，但是其編

16、程難度高，調(diào)試更改系統(tǒng)不方便，處理大功率器件時兼容性差，驅(qū)動能力不穩(wěn)定。方案三利用可編程控制器建立整體裝置，PLC小巧、輕便，集成度高，編程方便，擴展能力和功能強，安裝調(diào)試方便，可靠性高，不易受干擾，此外它的精度高、速度快，深得工控系統(tǒng)的喜愛。跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)設計上，要求控制精度和運行速度，驅(qū)動器件功率較大，綜合以上方案優(yōu)缺點，確定采用方案三，采用PLC來完成系統(tǒng)整體設計。2.2 PLC的介紹19世紀中葉，為解決古板操作裝置的不足，初期PLC涌現(xiàn)出來，一般稱為可編程控制器9。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置在機械制造、冶金煉鐵、汽車交通等領域有著廣泛的應用。PLC現(xiàn)在已然成為現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境的寵兒，

17、它穩(wěn)定、精度高、運行快，抗擾能力卓越10。PLC廠商目前市場上種類繁多，他們應用于多個方面。項目選用SIMATIC S7-200做核心控制器，它可用在很多自動化系統(tǒng)，通過直流24V電源供電，由輸入/輸出接口、PC主機和訊口三個部分構(gòu)成，配備24個輸入/輸出點，便于配合外設電路11-12。PLC在生產(chǎn)或?qū)嶒灂r，首先要求用戶將程序代碼下載至存儲器，運行啟動時則根據(jù)輸入信號和程序進行運算處理，接著通過輸出信號驅(qū)動操作電路，實現(xiàn)工業(yè)控制13。CPU主機面板如圖1-1所示：圖2.1 PLC主機面板圖3 系統(tǒng)的硬件設計3.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)本設計采用西門子公司S7-200作為控制核心，控制電磁水箱、

18、電動刷、光強送變器、烘干風扇等完成跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)的設計。圖3.1為跑道指引燈自動清洗裝置結(jié)構(gòu)圖。其中：裝置1為電磁水槍，裝置2為電動刷，裝置3為跑道燈 ，裝置4為檢測器，裝置5為烘干風扇，裝置6為底盤，裝置7為污水回收裝置。圖3.1 跑道指引燈自動清洗裝置硬件模擬圖（ 1 ）電磁水槍：提供水源，沖洗跑道燈燈罩的灰塵。（ 2 ）電動刷：洗刷跑道燈上的污漬。（ 3 ）底盤：固定水槍、電動刷、烘干風扇等操作單元。（ 4 ）亮度檢測器：檢測跑道燈的亮度。（ 5 ）烘干風扇：烘干跑道燈表面的水滴。（ 6 ）污水回收裝置：將清洗的污水回收起來。減少污染。裝置主要包括監(jiān)視模塊（光照強度檢測），處理單

19、元（信號轉(zhuǎn)換），執(zhí)行單元（清洗控制），人機接口界面（觸摸控制），圖3.2為全體邏輯框架圖，接下來我將從以上幾個模塊對硬件設計展開詳細說明。圖3.2 系統(tǒng)邏輯框圖3.2采集模塊3.2.1光強的檢測光發(fā)射機是一種高靈敏度傳感器，其配備高精度線性放大集成板，對光線變化十分敏感。通過嚴格的測試，具有多種測量范圍的實踐和信號輸出型生產(chǎn)輕質(zhì)產(chǎn)品。傳感器外形采用壁掛式設計，機構(gòu)小巧，外形美觀，是一款性價比很高的測量產(chǎn)品。傳感器實物如圖3.3所示，該設備包含3個外部引腳，紅（正）、黑（負）、蘭（模擬量輸出），接線方式采用電壓式接法，具體如圖3.4所示。圖3.3光強變送器實物圖 圖3.4光強變送器接線圖下面的是

20、光強送變裝置技術(shù)指標：（1）供電：0-10mA輸出型（2）裝配：壁掛式（室內(nèi)型）（3）輸出：0-10V電壓值（4）量程：0-2000Lux（1Lux）（5）精度：正負5%測試參數(shù)：（測試距離為正向8cm）（1）全陰影：0.15V（2）半陰影：0.61V（3）日光：1.45V（4）微光：1.75V（5）強光：2.92V注：當光源逼近傳感器，隨光強增強，電壓值近似線性增長，峰值為10v，當光源遠離傳感器，隨光強減小，電壓值近似線性減小，最低值接近0V。3.2.2模擬量擴展模塊本設計控制器采用的CPU型號，自己無法處理模擬量，但可以對數(shù)字量信號進行處理、分析，由于本次需要對模擬量進行處理，故需要額外

21、擴展模塊的輔助，該擴展模塊可以把模擬信號進行轉(zhuǎn)化處理14。本裝置中光照強度需要利用該模塊轉(zhuǎn)換信號，處理后的結(jié)果再傳到控制器。用于模擬量轉(zhuǎn)換的擴展模塊分為輸入和輸出型兩種15，我們選用EM231作為模擬量輸入擴展，它擁有4路通道，因為光強檢測只需要一路輸入即可，所以這個選擇能夠?qū)崿F(xiàn)設計要求。光強變送器輸出的信號為電壓信號，將這個信號串聯(lián)在EM231的外部接線端上，數(shù)據(jù)送至AIW0，下圖3.5為EM231內(nèi)部圖，輸入通道共有4組，其中 A組為電壓輸入方式，信號串聯(lián)在A+和A-之間，另外的三組沒有使用，將它們的正負端直接短接，利用模塊的精度開關(guān)設置合適參數(shù)16。圖3.5 EM231內(nèi)部圖3.3執(zhí)行模

22、塊3.3.1 噴水清洗系統(tǒng)的水源由水閥來控制，常用的水閥有電磁閥和電動閥，電磁閥控制開關(guān)量，而電動閥控制模擬量，通過控制閥的開度來控制水速和水量。本設計用電磁閥即可實現(xiàn)功能，電動閥控制要求較高，因此選擇電磁閥作為噴水的執(zhí)行單元。系統(tǒng)使用24V開關(guān)電源，CPU224、EM231、繼電器、電機和光照強度變送器均由開關(guān)電源供電，為減小負載，電磁閥采用AC220V控制，控制器間接控制其開斷。水流只需單方向，使用單向閥即可，降低了成本。本設計將電磁閥、水箱、噴頭一體化，通過控制電磁閥開合，從而控制噴頭出水。3.3.2刷洗清洗系統(tǒng)的刷洗工作由電機帶動刷子來實現(xiàn)。直流減速電機力矩大，體積輕便，控制容易，便于

23、使用。步進電機轉(zhuǎn)動的角度可以精確定位，控制難度大，但是電機力矩較小。綜上，本設計采用直流減速電機，為了節(jié)約供電資源，電機采用與控制板相同的供電電壓，電機主要參數(shù)如下：DC24V 200RPM。本設計將直流減速電機和電刷結(jié)合，通過控制電磁閥開合，從而控制電刷轉(zhuǎn)停。3.3.3烘干清洗系統(tǒng)的烘干工作通過熱風筒來實現(xiàn)。供電端外接自制插排，電吹風接在插排上保持常開狀態(tài)，通過繼電器控制插排通斷，從而間接控制小功率熱吹風工作，即可實現(xiàn)控制系統(tǒng)的繼電控制。3.4接口界面設計隨著工業(yè)自動化控制的發(fā)展，觸摸屏作為人機接口界面，將操作直觀化、友好化、生動化、簡單化，因此得到了極其廣泛的應用，生活中各處都能見到它。P

24、LC與它的結(jié)合，用屏幕上的開關(guān)等替代實際的開關(guān)等直接控制PLC，減少外設，降低搭建難度，不僅節(jié)約系統(tǒng)的花銷，而且操作簡便17。為完成整體人機接口設計，本裝置利用SMART 700 IE觸摸屏。觸摸屏SMART 700 IE通過WinCC flexible 2008組態(tài)編程平臺設計界面，并與S7-200建立連接。該觸摸屏連接方式采用串行，支持網(wǎng)絡通信模式，通過連接線可以和PLC結(jié)合，完成用戶指定的工作操作18。觸摸屏的使用說明如下：（1） 了解使用規(guī)則，熟悉操作流程；（2） 觸摸屏裝置組裝；（3） 供電配置；（4） 與PC機通訊；（5） 裝置的基礎設置；（6） 參數(shù)配置與文件下載；（7） 下載完

25、成，斷開通訊，與PLC建立連接。3.5硬件設計總結(jié)綜上所訴，能夠設計硬件原理圖。該系統(tǒng)由西門子S7系列可編程器控制，主機采用固定結(jié)構(gòu)安裝，通過檢測傳感器和模擬量擴展模塊測量指引燈的光照強度，反饋其清潔程度，對系統(tǒng)運行進行控制，利用電磁水槍噴洗和電動刷擦拭實現(xiàn)清洗，污水采用回收方式替代露天，通過熱風扇進行烘干處理。另外，還加入觸摸屏，建立人機對話界面。具體如圖3.6所示：圖3.6 系統(tǒng)硬件原理圖4 系統(tǒng)軟件設計4.1軟件設計邏輯圖4.1 軟件整體邏輯圖系統(tǒng)控制采用雙檔位控制模式，分為自動擋和手動擋兩種方式，軟件整體邏輯圖如圖4.1所示，主要反映兩種控制的切換和設定邏輯。手動控制邏輯較為簡單，在這

26、里不做重點講解，自動控制流程較為復雜，其中包括參數(shù)設定、信息采集、信息處理、分析判斷、洗刷控制、烘干控制等環(huán)節(jié)，軟件邏輯圖如圖4.2所示，反映了自動操作的自主工作順序。圖4.2 自動控制軟件邏輯圖4.2 系統(tǒng)控制分析系統(tǒng)控制流程制定如下：（1）將跑道燈置于裝置之中，啟動裝置，系統(tǒng)初始化載入。（2）設定自動擋/手動擋的工作檔位。（3）設定自動擋噴水、洗刷、烘干、光強標準的具體參數(shù),為自動化控制提供控制和標準要求。（4）工作檔位為手動擋：通過功能開關(guān)，分別對電磁水槍、電動毛刷、烘干風扇工作進行開關(guān)控制，實現(xiàn)自主清洗，按實際需要對跑道指引燈進行清洗工作。（5）工作檔位為自動擋：亮度檢測器實時檢測，檢

27、測結(jié)果通過模擬擴展模塊傳進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，處理結(jié)果送至主機，主機根據(jù)光強標準的設定進行分析判斷。如果不達標，電磁水槍噴水和電動刷子洗刷循環(huán)工作，達到指定亮度之后，清洗循環(huán)結(jié)束并進行烘干處理。如果達標，2秒后再次進行達標檢測。4.3輸入/輸出、變量分配根據(jù)上述流程，能夠確定輸入以及輸出的數(shù)量及其關(guān)系，并分配變量需要的地址，為軟件編譯提供邏輯基礎，表4.1為輸入輸出指示表，表4.2為變量存儲地址分配表：表4.1 輸入輸出指示表M1.1/I0.0總啟停開關(guān)Q0.0水槍電磁閥驅(qū)動信號M1.0/I0.1自動擋/手動擋 切換Q0.1電刷電機驅(qū)動信號M1.2/I0.2水槍電磁閥開關(guān)Q0.3烘干風扇驅(qū)動信號M

28、1.3/I0.3電刷電機開關(guān)M1.4/I0.4烘干風扇開關(guān)表4.2 變量存儲地址分配表VW10噴水定時初值AIW0模擬模塊信號值VW20洗刷定時初值VW0光強實測值VW30烘干定時初值VW100光強標準值4.4重要程序說明光強數(shù)據(jù)采集程序如圖4.3所示，光強送變器的輸出連接在EM231的第一路輸入，第一路默認變量為AIW0 ，VW0為PLC內(nèi)部變量。SM0.0為常閉觸點，其控制光強數(shù)字量AIW0傳輸給VW0。VW0顯示實測光強數(shù)值。圖4.3 光強數(shù)據(jù)采集程序數(shù)據(jù)分析處理程序如圖4.4所示，實測光強數(shù)值存儲在變量VW0，標準光強數(shù)值存儲在變量VW100，對兩個變量進行比較，實測值大于等于標準值，

29、說明燈光強符合標準，若實測值小于標準值，進入待機響應M0.1，說明燈光強不代表，進入清洗響應M0.0。圖4.4 數(shù)據(jù)分處理析程序延時判斷程序如圖4.5所示，M2.0=1時，系統(tǒng)處于自動工作狀態(tài)，T39對清洗響應進行延時判斷，T40對待機響應進行延時判斷，M0.2=0為烘干處理的屏蔽信號。圖4.5 延時判斷程序自動清洗程序如圖4.6所示，進入清洗響應后，T41和T42循環(huán)計時控噴水和刷洗循環(huán)工作。產(chǎn)生的控制信號如圖4.7所示。圖4.6 自動清洗程序圖4.7 控制信號時序圖自動烘干程序如圖4.5所示，M2.0=1時，系統(tǒng)處于自動工作狀態(tài)，若監(jiān)測到清洗響應結(jié)束的下降沿，對烘干響應M0.2進行置位，烘

30、干時間由定時器T43控制，定時器T43的計量長短由PLC內(nèi)部變量VW30決定。圖4.8自動烘干程序4.5軟件整體設計軟件整體設計如下所述，首先通過編程軟件Micro WIN STEP 7對S7-200西門子編程器進行編譯，然后通過漢譯的仿真插件對PLC程序仿真驗證，最后利用編程軟件WinCC flexible 2008完成交互平臺的組態(tài)設計19。5 整體調(diào)試5.1硬件測驗5.1.1 光強變送器調(diào)試將光強送變器和模擬擴展模塊EM231與PLC連接在一起，通過設計簡單顯示的觸摸屏界面，對光強的數(shù)字量進行實時監(jiān)測，通過收集的數(shù)據(jù)，判斷實驗的標準光強數(shù)字量為4751。5.1.2電磁水箱調(diào)試將電磁水閥與

31、繼電器連接好，通過PLC輸出高電平給繼電器控制線路，驅(qū)動線路閉合，電磁閥打開，允許水流過；輸出低電平給繼電器，驅(qū)動線路斷開，電磁閥關(guān)閉，水不能流出水箱。5.1.3電動刷子調(diào)試將刷子、直流電機與繼電器連接好，通過PLC輸出高電平給繼電器控制線路，驅(qū)動線路閉合，電機轉(zhuǎn)動并帶動刷子；輸出低電平給繼電器控制電路，電機不再運行。5.1.4烘干風扇調(diào)試烘干風扇選用功率為500W,經(jīng)測試5秒鐘可完成烘干，故系統(tǒng)烘干定時初始化設置為5秒鐘。5.2軟件調(diào)試模擬測試界面如圖5.1所示。附錄中有PLC編譯程序，仿真器參數(shù)設定后將代碼下載，可以進行在線調(diào)試，輸出以及輸入能夠通過模擬界面指示燈觀測，控制輸入信號，可實時

32、監(jiān)測工作運行情況，即對應實際控制的工作狀態(tài)，還可以通過監(jiān)視界面的設置來查看內(nèi)部變量的數(shù)值變化，利用這個方式可以完成程序功能的檢驗。圖5.1 模擬測試界面5.3綜合調(diào)試完成以上的軟件和硬件測試， PLC項目下載到CPU，將組態(tài)界面下載到觸摸屏中，用電纜連接PLC和觸摸屏，配置相同參數(shù)進行通訊連接。PLC和觸摸屏完成通訊連接后，搭建外設硬件完成綜合測試20。系統(tǒng)控制模式分為自動擋和手動擋，當工作在手動擋時，組態(tài)界面的控制按鍵對系統(tǒng)進行開關(guān)控制，而處在自動檔時，系統(tǒng)裝置為自動化操作。觸摸屏的主界面設計如圖5.2所示，觸摸屏控制界面設計如圖5.3所示，圖5.4反映觸摸屏按鍵的仿真情況。圖5.2 觸摸屏

33、主界面圖5.3 觸摸屏控制界面圖5.4仿真變量模擬參數(shù)總結(jié)文章完成了跑道指引燈自動清洗系統(tǒng)的設計，整套裝置采用自動檔和手動檔兩種操作模式，操作平臺使用觸摸屏。本次設計完成了基本功能，可以人為控制系統(tǒng)工作，也可以根據(jù)用戶自主設置控制系統(tǒng)自主工作。人機交互的界面設計讓整體更直接，讓操作更簡潔。經(jīng)過系統(tǒng)操作，清洗效果可控制在標準光強的±10%，跑道指引燈的清洗流程可以根據(jù)用戶實際需要實時設置調(diào)整。參考文獻1 沈恒德.助航燈光用恒流調(diào)光器.航空工程與維修，1999. Shen Hengde. Air - Engineering and maintenance, 1999.2 孫良欣.中國清洗

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