自助洗車機控制設計

1、第1章 控制工藝流程分析1.1 控制過程描述有3個投幣孔，分別為5元、10元及50元3種，當投幣合計100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(shù)碼管會顯示投幣金額（用BCD碼），當投幣超過100元時，可按退幣按鈕，這時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設計投幣100元自助洗車機。2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

2、移到達右極限開關后，開始往左移，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后

3、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。第2章 控制系統(tǒng)總體方案設計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，組成硬件結構框架圖。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；洗車機碰到限位開關的信號包括：洗車機初始位置信號、左限位開關信號、右限

4、位開關信號。2.2 控制方法分析洗車投幣機系統(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。洗車機第一次右移時有噴水及刷洗動作，到達右極限使右極限開關動作從而控制洗車機左移，而噴水及刷洗繼續(xù)，直到碰到左極限開關。洗車機第二次右移時，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動作，洗車機左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開關動作。洗車機第三次右移時，洗車機右移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，其中，洗車機右移及刷子刷洗由接通延時計時器T37和T38形成的震蕩電路控制，直到碰到右極限開關

5、后通過互鎖使刷子動作電路斷開，刷子停止工作。此時洗車機左移，進行和上次右移時同樣的動作，直到碰到左極限行程開關。洗車機第四次右移，噴灑清水及刷子動作，直到碰到右極限開關。洗車左移同時噴水刷洗繼續(xù)直到噴到左極限開關噴水刷洗停止。洗車機第五次右移，風扇開始動作，直到碰到右極限開關，洗車機左移風扇繼續(xù)動作。洗車機左移直到碰到左極限開關，控制整個設備停止，洗車機完成洗車。2.3 I/O分配自動洗車控制系統(tǒng)采用了八個輸入信號，分別為啟動開關I0.0、左極限開關I0.2、右極限開關I0.1、原點復位按鈕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，洗車機左移Q0.

6、4、洗車機右移Q0.3、刷子動作Q0.2、噴水Q0.1、噴灑清潔劑Q0.5、風扇動作Q0.6、復位燈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原點復位信號I0.35元投幣孔I0.410元投幣孔I0.550元投幣孔I0.6輸出信號洗車機右移Q0.0風扇動作Q0.6刷子刷洗Q0.2洗車機左移Q0.4噴灑清潔劑Q0.5噴水動作Q0.1啟動燈信號Q0.3復位燈信號Q0.7投幣指示燈Q1.02.4 系統(tǒng)結線圖設計

7、圖2-1硬件接線圖第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設計 3.1控制程序流程圖 圖3-1程序流程圖3.2控制程序時序圖圖3-2控制時序圖3.3 控制程序設計思路通過控制要求可知，本程序設計主要分為兩部分：投幣程序和洗車程序。先啟動洗車機，然后開始投幣，當投入的總錢數(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。洗車程序結束，洗車機碰到左極限開關自動停止，洗車指示燈亮熄滅。在洗車過程中，如果出現(xiàn)故障，排除故障后按復位開關，程序跳轉到洗車程序開始出重新運行洗車程序直至結束。第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設計 4.1 PLC與上位監(jiān)控軟件通訊PLC選用Modbus RTU主通訊模塊（master）。

8、Pakscan IIE主站控制器是一個遠程終端單元，作為Modbus從設備（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Pakscan IIE主站控制器。主通訊模塊的程序設計有3個部分內(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15個寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是

9、定義與通訊的Slave的型號、個數(shù)、狀態(tài)等參數(shù)，每一個Slave需要定義一個SCB快，MCB是一個6個寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是定義Master要求每個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、主機號等參數(shù)，每一種命令需要定義一個MCB塊，COM_REQ是一個17個寄存器長的數(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，每一個端口需要定義一個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掃描周期內(nèi)加載到RTU主通訊模塊，此后RTU主通訊模塊負責與PakscanIIE主站控制器通訊，而PLC則與RTU主通訊模塊

10、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，只要讀寫初始化時定義的相應的PLC參數(shù)地址即可。 4.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設計上位監(jiān)控戰(zhàn)可以準確的監(jiān)測和控制儲運過程的所有信息和設備。通過編程、組態(tài)、連接，形象地反映實際工藝流程，顯示動態(tài)數(shù)據(jù)，設置PID控制參數(shù)以及過程參數(shù)，并可以查看歷史趨勢，報警歷史報表等。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、停止和關閉任一個閥門，并顯示任意時刻的閥門狀態(tài)和閥位值。涉及良好的人機界面使操縱簡便、直觀。 4.3 實現(xiàn)的效果我們可以應用上位監(jiān)控軟件，隨時監(jiān)測這個系統(tǒng)運行轉臺，并控制現(xiàn)場個控制柜面板，來了解設備正

11、常運行和故障情況。當設備出現(xiàn)故障的時候，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設備閃爍，這樣可以排除故障，浙江大大提高了系統(tǒng)可靠運行水平。第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結果分析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(diào)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(diào)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(diào)試和修改，基本達到了控制要求。5.2 結果分析通過系統(tǒng)的設計、連線和運行，整個系統(tǒng)正常運行，達到了設計的要求。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

12、，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。課程設計心得通過這次緊張的課程設計，我收獲頗多，每天面對著電腦，翻閱各種相關資料，體會頗深。短暫的PLC學習有種意猶未盡之感，在這次課設中，加深了PLC相關知識的理解.在課設開始的前期，也遇到了麻煩，比如說，由于以前沒學習過PLC，遇到許多困難，在這里很感謝老師的耐心教導，和同學的幫助。通過木次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際，.與具體項目、課題相結合開發(fā)、設計產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應用于實際，.又讓我們懂得了在實踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。在本次設計中，我們還需要大量的以

13、前沒有學到過的知識，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，在以后的作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方而的能力便會使我們受益非淺。參考文獻1 李建興可編步伐節(jié)制器及其應用M北京：機械工業(yè)出書社，1999.2 2 邱公偉可編程節(jié)制器收集通信M北京：清華大學出書社，2000.7 3 鄒益仁現(xiàn)場總線節(jié)制體系的預設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.

14、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=

15、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 L