自助洗車(chē)機(jī)控制設(shè)計(jì)

1、江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院題目自助洗車(chē)機(jī)控制的設(shè)計(jì)班級(jí)：機(jī)電 10級(jí)姓名：黃健學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：肖清完成時(shí)間：2013 年6月1/16摘要時(shí)代在前進(jìn)， 人們的生活水平在不斷提高，汽車(chē)是出行的重要交通工具，所以汽車(chē)的數(shù)量越來(lái)越多， 同時(shí)帶動(dòng)了洗車(chē)業(yè)的發(fā)展。 洗車(chē)成了不可缺少的話題和必須處理的事情。 隨著科技的發(fā)展， 洗車(chē)機(jī)也從原來(lái)的人工洗車(chē)發(fā)展到了如今的自助洗車(chē)，為了更加方便人們以后的洗車(chē)問(wèn)題，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的自助洗車(chē)，使得洗車(chē)越來(lái)越輕松、方便、快捷。本次設(shè)計(jì)的自助洗車(chē)機(jī)系統(tǒng)采用以PLC 為核心的控制器思想，以按鍵和投幣機(jī)作為信息采集單元，以PLC 作為數(shù)據(jù)處理和控制單元，以數(shù)碼管作為現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)單元

2、， 以指示燈作為用戶狀態(tài)單元和工作指示單元的自助洗車(chē)機(jī)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵字： PLC控制、自助洗車(chē)、數(shù)碼管顯示2/16引言一、設(shè)計(jì)目的我國(guó)汽車(chē)工業(yè)高速度完成長(zhǎng)， 汽車(chē)行業(yè)前景廣闊。 根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明， 預(yù)計(jì) 2011 年將持續(xù)保持增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)增長(zhǎng)率在 19%至 20%之間。到 2020 年，中國(guó)本土汽車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到 2000 萬(wàn)輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。根據(jù)汽車(chē)行業(yè)專家們的預(yù)測(cè)， 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和人們消費(fèi)觀念的改變，中國(guó)將成為世界轎車(chē)的最大消費(fèi)國(guó)之一， 即我國(guó)轎車(chē)保有量在未來(lái)的一二十年里將會(huì)有飛速提高。 在不久的將來(lái)，開(kāi)車(chē)將會(huì)是人們普遍掌握的生活技能，轎車(chē)也不再是特權(quán)人士的標(biāo)志，

3、 而將是人們出門(mén)的代步工具。 那么當(dāng)人們擁有一輛自己的愛(ài)車(chē)時(shí)， 無(wú)疑會(huì)呵護(hù)倍至。 汽車(chē)的平時(shí)清潔護(hù)理和定期美容保養(yǎng)， 必然成為人們?nèi)粘５南M(fèi)內(nèi)容。 另一方面，我國(guó)各大中城市雖然發(fā)展很快，但建設(shè)不配套，缺乏停車(chē)場(chǎng)所，使大量汽車(chē)只能露天棲息，飽受風(fēng)吹、雨淋、日曬的無(wú)奈，致使汽車(chē)日漸老化。 這就更加促進(jìn)了汽車(chē)美容業(yè)的發(fā)展。 而汽車(chē)清洗是汽車(chē)美容項(xiàng)目的重要，雖然人工洗車(chē)和 pc 洗車(chē)的收費(fèi)相差不幾，但在時(shí)間、效率、人的勞力、物力上卻涇渭分明。而使用自助洗車(chē)機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 洗一輛車(chē)的時(shí)間只需要 3 至 4 分鐘，效率高；2) 能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省成本；3) 手洗比起來(lái)更易吸引客戶

4、，在提高群體形象的同時(shí)，又能大幅度提高的經(jīng)濟(jì)收益；4) 可以采用輪回水設(shè)備，減少用水量，節(jié)能環(huán)保。二、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)控制要求， 明確設(shè)計(jì)任務(wù)， 擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行自助洗車(chē)機(jī)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、 系統(tǒng)調(diào)試能力、 分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。 主要內(nèi)容包括：1. 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖等；2. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行 PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自助洗車(chē)機(jī)的控制要求。3/16三、控制要求1

5、. 設(shè)計(jì)投幣 100 元自助洗車(chē)機(jī)。2. 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(guò)時(shí)，按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)洗車(chē)機(jī)才會(huì)動(dòng)作，啟動(dòng)燈亮起。 7 段數(shù)碼管會(huì)顯示投幣金額（用 BCD碼），當(dāng)投幣超過(guò)100 元時(shí)，可按退幣按鈕，這時(shí)7 段數(shù)碼管會(huì)退回零，表示找回余額（退幣選作） 。洗車(chē)機(jī)動(dòng)作流程：1) 按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)之后， 洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移， 噴水設(shè)備開(kāi)始噴水， 刷子開(kāi)始洗刷。2) 洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始往左移，噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動(dòng)作。3) 洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始往右移，噴水機(jī)及刷子停止動(dòng)作，清潔劑設(shè)備開(kāi)始動(dòng)作噴灑清潔劑。4) 洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右

6、極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。5) 洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始往右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車(chē)機(jī)往右移 3s 后停止，刷子開(kāi)始洗刷。6) 刷子洗刷 5s 后停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往右移，右移 3s 后洗車(chē)機(jī)停止，刷子又開(kāi)始洗刷 5s 后停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往右移，到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)停止，然后往左移。7) 洗車(chē)機(jī)往左移 3s 后停止，刷子開(kāi)始洗刷 5s 后停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往左移 3 s 后停止，刷子開(kāi)始洗刷 5s 后停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)后停止，然后往右移。8) 洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移，并噴灑清水與洗刷動(dòng)作，將車(chē)洗干凈，當(dāng)碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，洗車(chē)機(jī)停止前進(jìn)并往左移，噴灑清水及刷子洗刷

7、繼續(xù)動(dòng)作，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)后停止，并開(kāi)始往右移。9) 洗車(chē)機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)作將車(chē)吹干，碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，洗車(chē)機(jī)停止并往左移，風(fēng)扇繼續(xù)吹干動(dòng)作，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)，則洗車(chē)整個(gè)流程完成，啟動(dòng)燈熄滅。3. 原點(diǎn)復(fù)位設(shè)計(jì)若洗車(chē)機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車(chē)機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)， 才能做洗車(chē)全流程的動(dòng)作， 其動(dòng)作就是按下 復(fù)位按鈕 ，則洗車(chē)機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車(chē)機(jī)往左移，當(dāng)洗車(chē)機(jī)到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車(chē)機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。4/16控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)硬件配置及組成原理本系統(tǒng)由三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的 PLC、人機(jī)交互和串

8、口通信、數(shù)碼管和電源組成。其所需完成的功能是將鍵盤(pán)和投幣機(jī)采集到的信息通過(guò)I/O 端口輸送到 PLC內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 得到的結(jié)果判斷是否滿足開(kāi)始洗車(chē)的條件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)洗車(chē)電路的控制。同時(shí)數(shù)據(jù)處理時(shí)要求進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)顯示和指示燈的閃動(dòng)。二、硬件系統(tǒng)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(kāi)鎖指示單元，組成硬件結(jié)構(gòu)框架圖。其中按鈕輸入信號(hào)包括人工輸入的信號(hào)和洗車(chē)機(jī)碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)的信號(hào)。人工輸入信號(hào)包括：開(kāi)始按鈕、開(kāi)始投幣按鈕、投幣結(jié)束按鈕、開(kāi)始洗車(chē)按鈕；洗車(chē)機(jī)碰到限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)包括

9、：洗車(chē)機(jī)初始位置信號(hào)、 左限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、 右限位開(kāi)關(guān)信號(hào)。5/16三、 I/O 分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)X0顯示個(gè)位的七段數(shù)碼管Y0Y7復(fù)位開(kāi)關(guān)X1顯示十位的七段數(shù)碼管Y10Y17右極限開(kāi)關(guān)X2顯示百位的七段數(shù)碼管Y20Y27左極限開(kāi)關(guān)X3洗車(chē)機(jī)右移Y305 元投幣孔X4洗車(chē)機(jī)左移Y3110 元投幣孔X5洗車(chē)指示燈Y3250 元投幣孔X6找錢(qián)指示燈Y33退幣X7噴水Y34刷子洗刷Y35噴清潔劑Y36風(fēng)扇Y37四、硬件系統(tǒng)總體接線圖七段數(shù)碼管七段數(shù)碼管七段數(shù)碼管顯示個(gè)位顯示十位顯示百位啟動(dòng)開(kāi)關(guān)復(fù)位開(kāi)關(guān)右極限開(kāi)關(guān)左極限開(kāi)關(guān)5元投幣開(kāi)關(guān)10元投幣開(kāi)關(guān)50元投幣開(kāi)關(guān)退幣開(kāi)關(guān)洗車(chē)機(jī)右移洗車(chē)機(jī)左移噴

10、水洗刷噴清潔劑風(fēng)扇洗車(chē)指示燈找錢(qián)指示燈硬件系統(tǒng)總體接線圖6/16程序設(shè)計(jì)一、控制程序流程圖二、控制程序設(shè)計(jì)思路通過(guò)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(chē)程序。 先啟動(dòng)洗車(chē)機(jī)， 然后開(kāi)始投幣， 當(dāng)投入的總錢(qián)數(shù)大于等于100 元，然后找余錢(qián)并啟動(dòng)洗車(chē)程序，開(kāi)始洗車(chē)，洗車(chē)指示燈亮。洗車(chē)程序結(jié)束，洗車(chē)機(jī)碰到左極限開(kāi)關(guān)自動(dòng)停止，洗車(chē)指示燈亮熄滅。在洗車(chē)過(guò)程中，如果出現(xiàn)故障，排除故障后按復(fù)位開(kāi)關(guān)，程序跳轉(zhuǎn)到洗車(chē)程序開(kāi)始出重新運(yùn)行洗車(chē)程序直至結(jié)束。7/16三、控制程序時(shí)序圖四、系統(tǒng)控制程序程序梯形圖如下：8/169/1610/1611/1612/1613/16指令表：1、啟動(dòng)洗車(chē)機(jī)及投幣程

11、序：2、洗車(chē)程序：14/1615/16四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析在程序編寫(xiě)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(hào)，在滿足條件的情況下能否得到響應(yīng)。 然后是洗車(chē)程序的調(diào)試， 通過(guò)假定輸入一定的初值來(lái)檢驗(yàn)程序是否正常。通過(guò)多次的調(diào)試和修改，基本達(dá)到了控制要求。總結(jié)本次綜合實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用PLC控制的一些相關(guān)知識(shí)，如運(yùn)用PLC的 I/O 端口、數(shù)碼管顯示等各種實(shí)用功能。 本次實(shí)驗(yàn)使得我們對(duì)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(xué)會(huì)了使用 PLC仿真軟件進(jìn)行編程以及調(diào)試。參考文獻(xiàn)1、袁任光，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例，華南理工大學(xué)出版社，20032、常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器，機(jī)械工業(yè)出版社，20043、鐘肇新、彭侃，可編程控制器