PLC汽車清洗控制設(shè)計

1、重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計說明書設(shè)計名稱： 電氣控制與PLC應(yīng)用 題 目： 汽車清洗控制系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 李 奎 專 業(yè)： 機電一體化 班 級： 2009級 5 班 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 李 波 日 期： 2011 年 6 月 30 日 重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 機電一體化 專 業(yè) 2009 年級 5 班 李奎 一、設(shè)計題目 汽車清洗控制系統(tǒng)二、主要內(nèi)容1、動作要求 若方式選擇開關(guān)（COS）置于手動方式，當按下START啟動按鈕后，按下列程序動作：執(zhí)行泡沫清洗（用MC1驅(qū)動）；按PB1按鈕則執(zhí)行清水沖洗（用MC2驅(qū)動）；按PB2按鈕則執(zhí)行風(fēng)干（用MC3驅(qū)動）；按PB3則結(jié)束洗車。

2、若方式若選擇開關(guān)（COS）置于自動方式，當按START啟動后，自動按洗車流程執(zhí)行。其中泡沫清洗10秒、清水沖洗20秒、風(fēng)干5秒，結(jié)束后回到待洗狀態(tài)。任何時候按下STOP，則所有輸出復(fù)位，停止洗車。2、信號分配啟動按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器X0、X2；方式選擇開關(guān)，使用輸入繼電器X1；清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器X3；風(fēng)干按鈕，使用輸入繼電器X4；結(jié)束按鈕，使用輸入繼電器X5；泡沫清洗驅(qū)動，使用輸出繼電器Y1；清水沖洗驅(qū)動，使用輸出繼電器Y0；風(fēng)干機驅(qū)動，使用輸出繼電器Y2。三、具體要求根據(jù)控制要求編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括：1設(shè)計過程和有關(guān)說明。2PLC硬件配置電路。3PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。4P

3、LC控制程序(梯形圖和指令表)，用仿真軟件和編程軟件將程序錄入計算機并進行模擬調(diào)試。5其他說明（如設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法、對課程設(shè)計的心得等）。6參考資料。四、進度安排序號日期（起止天數(shù)）設(shè)計工作進度16月20日指導(dǎo)老師介紹課程設(shè)計應(yīng)注意的事項。26月21日6月24日收集相關(guān)資料，設(shè)計過PLC硬件配置電路；PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；PLC控制程序等。36月25日6月26日課程設(shè)計說明書的撰寫。46月27日完成全部課程設(shè)計，并上交課程設(shè)計說明書。五、成績評定指導(dǎo)教師 簽名 日期 2011 年 7 月 日系主任 審核 日期 2011 年 7 月 日摘要本文利用PLC技術(shù)當中的定時器，達到汽車清洗的

4、自動和手動控制，設(shè)計簡單的汽車自動清洗系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車清洗的自動化。具體步驟：采用三個定時器以及三個電機，通過對定時器的時間設(shè)置以及定時器的線路通斷控制，實現(xiàn)當系統(tǒng)處于手動狀態(tài)下，可以分別實現(xiàn)泡沫清洗、清水清洗以及清洗后的風(fēng)干；當處于自動狀態(tài)下，自動完成汽車清洗的一套工序。上述試驗已通過實驗室的模擬實驗，希望此系統(tǒng)能夠運動到相應(yīng)的汽車清洗工業(yè)中。關(guān)鍵詞：PLC 自動化 定時器目錄一前言··················

5、;···········································二設(shè)計題目······

6、··················································

7、三任務(wù)分析·················································&

8、#183;······四汽車清洗控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計··································4.1概述·····

9、3;·················································

10、3;·4.2流程圖及組成···············································&

11、#183;·4.3 PLC的選型··············································

12、83;···· (1)歐姆龍系列············································

13、······ (2)西門子系列··········································

14、83;······· (3)PLC的選擇·········································

15、;·········4.4電機的選擇·······································

16、83;············ (1)直流電動機····································

17、·············· (2)異步電動機··································

18、83;··············· (3)同步電動機·································

19、················· (4)電機的選擇·······························

20、83;··················五硬件的設(shè)計······························

21、83;························ 5.1 PLC的CPU模塊 5.2 汽車清洗控制面板六軟件的設(shè)計····················

22、··································· 6.1I/O分配·············

23、83;·········································6.2 PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖······

24、83;········································6.3 PLC程序梯形圖·······

25、83;········································6.4指令程序········&#

26、183;·············································七課程設(shè)計總結(jié)···&

27、#183;················································一前言自從19

28、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(fēng)等自然條件下，讓清洗的汽車進行自動風(fēng)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

29、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(shè)計就是采用PLC控制，利用定時器，通過線路的通斷來實現(xiàn)汽車自動及手動清洗流程。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(wù)，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(shè)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)

30、構(gòu)簡單，成本低，適合不同場合的需求，尤其是中小型公司。本論文由汽車清洗裝置設(shè)計方案、PLC間的比較以及運行程序等部分組成。二設(shè)計題目汽車清洗控制系統(tǒng)三任務(wù)分析 本課程的設(shè)計目的是為了通過用實際的硬軟件的設(shè)計、所學(xué)電器元件的實際運用、操作流程來達到軟件仿真的效果。四汽車自動清洗裝置的方案設(shè)計 4.1 概述 本次汽車自動清洗裝置的設(shè)計的內(nèi)容主要是PLC控制技術(shù)的的定時器應(yīng)用，設(shè)計汽車自動清洗裝置，并在實踐的中進行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面的鞏固和應(yīng)用“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。應(yīng)用場合：應(yīng)用于汽車美容公司或者是汽車清洗場，當汽車進入清洗車

31、間，通過光電傳感器或者手動方式，實現(xiàn)不同要求的清洗工作。汽車自動清洗裝置的主要功能是：當選擇開關(guān)（COS）置于手動方式，當按下START啟動按鈕后，實現(xiàn)按泡沫清洗按鈕，則運行泡沫清洗；按清水沖洗按鈕，則運行清水沖洗；按下風(fēng)干按鈕，則運行風(fēng)干。當方式選擇開關(guān)置于自動方式，當按下START啟動后，自動按洗車流程執(zhí)行。任何時候按下STOP，則所有輸出復(fù)位，停止洗車。本系統(tǒng)由控制面板，PLC系統(tǒng)，三個電機組成，結(jié)構(gòu)如圖2.1所示控制面板PLC控制系統(tǒng)汽車電 機圖2.1 汽車清洗結(jié)構(gòu)圖4.2 流程圖及組成 汽車清洗控制流程圖如圖2.2所示選擇開關(guān)自動運行手動運行泡沫清洗清水清洗風(fēng) 干停 止停止開關(guān)圖2.

32、2 汽車自動清洗流程圖4.3 PLC的選型(1) 歐姆龍系列OMRON C系列PLC產(chǎn)品門類齊、型號多、功能強、適應(yīng)面廣。CPM型機是OMRON產(chǎn)品用戶目前選用最多的小型機系列產(chǎn)品。OMRON 中型機以C200H系列最為典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型號產(chǎn)品。中型機在程序容量，掃描速度和指令功能等方面都優(yōu)于小型機，除具備小型機的基本功能外，它同時可配置更完善的接口單元模塊，如模擬量I/O模塊、溫度傳感器模塊、高速記數(shù)模塊、位置控制模塊、通訊聯(lián)接模塊等?？梢耘c上位計算機、下位PLC機及各種外部設(shè)備組成具有各種用途的計算機控制系統(tǒng)和工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)。

33、在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)中，小型PLC機要比大、中型機的應(yīng)用更廣泛。在電氣設(shè)備的控制應(yīng)用方面，一般采用小型PLC都能夠滿足需求。(2) 西門子系列德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠性更高。（1）SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基

34、本型號與8種CPU可供選擇使用。 （2）SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.60.1s）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-30

35、0操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；

36、多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。 （3） SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要。（4） 人機界面（HMI）硬件 HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD2

37、00（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件組態(tài)才能配合PLC使用(3)PLC的選擇經(jīng)過對幾家公司生產(chǎn)的PLC要從應(yīng)用、價格、可靠性和實驗室的實際情況考慮等各個方面因素的考慮，依據(jù)本設(shè)計需要6輸入口，3輸出口，本系統(tǒng)設(shè)計選用西門子S7200系列，CPU選擇CPU221。4.4 電機的選擇(1)直流電動機直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風(fēng)

38、、電子表、玩具等。直流電動機具有調(diào)速性能好、起動容易、能夠載重起動等優(yōu)點，所以目前直流電動機的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后(2)異步電動機異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負載的大小發(fā)生變化。負載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機包括感應(yīng)電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應(yīng)電機應(yīng)用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機為異步電機。異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動機床、水泵、鼓風(fēng)機、壓縮機、起重卷揚設(shè)備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。(3)同步電動機同步電動機主要用于大型機械，如鼓風(fēng)機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設(shè)設(shè)備或者充當控制元件。