自助洗車機(jī)控制設(shè)計(jì)--PLC課程設(shè)計(jì)

1、第 1章 控制工藝流程分析1.1 自主洗車控制過程描述設(shè)計(jì)投幣 100元自助洗車機(jī)。1.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(dòng)開關(guān)洗車機(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 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 。洗車機(jī)動(dòng)作流程。1 .按下啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)作, 清潔劑設(shè)備

2、開始動(dòng)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(dòng)作,將車洗干凈,當(dāng)碰到右極

3、 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(dòng)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(dòng)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(dòng)作,直到碰到左極限開關(guān),則洗車整個(gè)流程完成, 啟動(dòng)燈熄滅。2.原點(diǎn)復(fù)位設(shè)計(jì)。若洗車機(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 洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn),才能做洗車全流程的動(dòng)作,其動(dòng)作就是按下 復(fù)位按鈕 ,則 洗車機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止,洗車機(jī)往左移,當(dāng)洗 車機(jī)到達(dá)左極限開關(guān)時(shí),原點(diǎn)復(fù)位燈亮起,表示洗車機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。3. 自助洗車機(jī)的長(zhǎng)處 . 使用洗車

4、機(jī)洗一輛車的時(shí)間只需要 34分鐘,效率高。 . 使用自助洗車機(jī)能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省成本。 . 一般使用新科學(xué)技術(shù)研發(fā)的自助洗車機(jī)清洗與職員手洗比起來更易吸引 客戶,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。 . 自助洗車機(jī)純粹可以采用輪回水設(shè)備,水用量在原有上可削減 1/3,更可 有用的合理哄騙水資源,節(jié)能環(huán)保。1.2自助洗車機(jī)控制工藝分析洗車機(jī)的主運(yùn)動(dòng)是左右循環(huán)運(yùn)動(dòng), 有左右行程開關(guān)控制, 同時(shí)不同循環(huán)次序 伴隨不同的動(dòng)作, 如噴水刷車噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。 系統(tǒng)還采用了復(fù)位 設(shè)計(jì), 如在洗車工程中由于其他原因使洗車停止在非原點(diǎn)的其他位置, 則需手動(dòng) 對(duì)其進(jìn)行復(fù)位

5、,到位時(shí)復(fù)位燈亮,此時(shí)才可以啟動(dòng),否則啟動(dòng)無效。洗車機(jī)經(jīng)啟 動(dòng)后可自行完成洗車動(dòng)作后自行停止,也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。洗車機(jī)第一次右移有噴水及刷車動(dòng)作, 到達(dá)有極限使右極限開關(guān)動(dòng)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(dòng)作及清潔劑開始噴灑,直到右極限行程開關(guān)動(dòng)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(dòng)作。洗車機(jī)第三次右移時(shí),洗車機(jī) 右移 3S 停止,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

6、動(dòng)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)相同的動(dòng)作, 直到碰到右極限形成開關(guān)。 洗車機(jī)第四次右 移, 噴灑清水及刷子動(dòng)作, 直到碰到右極限行程開關(guān)。 洗車左移同時(shí)噴水刷洗繼 續(xù),直到碰到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機(jī)第五次右移,風(fēng)扇開始動(dòng)作,直 到碰到右極限開關(guān), 洗車機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)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。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

7、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)和洗車機(jī)碰到限位開關(guān)時(shí)的信號(hào)。 人 工輸入信號(hào)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(hào)包括:洗車機(jī)初始位置信號(hào)、 左限位開關(guān)信號(hào)、 右限位 開關(guān)信號(hào)。 2.2控制方法分析通過控制要求可知, 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(dòng)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(dòng)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(dòng)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

8、開始出重新運(yùn)行洗車程序直至結(jié)束。2.3I/O分配表 2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) 七段數(shù)碼管 七段數(shù)碼管 七段數(shù)碼管 圖 2-2 系統(tǒng)接線圖第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)開始在原點(diǎn)?右極限?左極限?啟動(dòng) 洗車右移,噴水刷洗,啟動(dòng)燈亮洗車左移,噴水刷洗繼續(xù)復(fù)位到位復(fù)位燈亮ANYNNY洗車右移,噴水刷洗停止,噴清潔劑YN右極限?AY洗車左移,繼續(xù)噴清潔劑N 左極限?Y洗車右移,停噴清潔劑N右移3S?Y洗車停,刷子刷洗N 5S?Y洗車右移,刷子停N 3S?BB5S ?3S ?3S?5S?右極限?洗車停,刷子刷洗Y刷子停,洗車右移YNNY洗車左移NY洗車停,刷子刷洗NY洗車左移,刷子停

9、CNCY洗車停,刷子刷洗5S?NY刷子停,洗車左移左極限?NY洗車右移,噴水刷洗右極限?NY洗車左移,噴水刷洗繼續(xù)左極限?NY洗車右移,噴水刷洗停止,風(fēng)扇工作DD右極限?洗車左移,風(fēng)扇繼續(xù)工作左極限?整個(gè)流程結(jié)束,啟動(dòng)燈滅結(jié)束NYNY圖3-1 程序流程圖3.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì) 圖 3-2 控制程序時(shí)序圖 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。 Pakscan IIE主站控制器是一個(gè)遠(yuǎn)程終端 單元,做為 Modbus 從設(shè)備。 PLC 的 CPU 通過 Modbus RTU 主通訊模塊控制 Pakscan IIE 主站控制器的讀寫,被

10、稱為 Modbus host 。系統(tǒng)采用單 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部分內(nèi)容:初始化通訊模塊, 讀寫 Modbus 數(shù)據(jù), 監(jiān)測(cè)通訊狀態(tài)。通訊模塊的初始化工作主要是配置 3個(gè)初始化控制塊的參數(shù):Slave 控制塊 (SCB ,信息控制塊(MCB 和通訊要求參數(shù)塊。 SCB 是一個(gè) 15個(gè)寄存器長(zhǎng) 的數(shù)據(jù)塊, 功能是定義與其通訊的 Slave 的型號(hào)、 個(gè)數(shù)、 狀態(tài)等參數(shù)。 每一個(gè) Slave 需要定義一個(gè) SCB 塊。 MCB 是一個(gè) 6個(gè)寄存器長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊, 功能是定義 Master 。 要求

11、每 Slave 執(zhí)行的命令信息包括命令類型、 引用地址偏移、 PLC 引用地址偏移、 主機(jī)號(hào)等參數(shù),每一種命令需要定義一個(gè) MCB 塊。讀寫 Modbus RTU數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)通訊狀態(tài)的編程相對(duì)簡(jiǎn)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。第 5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1系統(tǒng)調(diào)試在程序編寫完成后,經(jīng)過軟件調(diào)試程序后把程序輸入到 PLC 編程器里面, 把外部的接線接好, 然后開始進(jìn)行硬件調(diào)試, 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)。 然后是洗車程序的調(diào)試, 通過假定輸入一定 的初值來

12、檢驗(yàn)程序是否正常。 由于實(shí)驗(yàn)室條件有限, 故改用三菱仿真軟件和觸摸 屏仿真軟件來調(diào)試。 通過多次的調(diào)試和修改, 最終程序達(dá)到了控制要求。 調(diào)試結(jié) 果圖如下: 圖 5-1 調(diào)試結(jié)果(1圖 5-2 調(diào)試結(jié)果(2 圖 5-3 調(diào)試結(jié)果(3 圖5-4 調(diào)試結(jié)果(4 圖5-5 調(diào)試結(jié)果(55.2結(jié)果分析洗車機(jī)的主運(yùn)動(dòng)是左右循環(huán)運(yùn)動(dòng),有左右行程開關(guān)控制,同時(shí)不同循環(huán)次序伴隨不同的動(dòng)作,如噴水刷車噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì),如在洗車工程中由于其他原因使洗車停止在非原點(diǎn)的其他位置,則需手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)位,到位時(shí)復(fù)位燈亮,此時(shí)才可以啟動(dòng),否則啟動(dòng)無效。洗車機(jī)經(jīng)啟動(dòng)后可自行完成洗車動(dòng)作后自行停

13、止,也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。洗車機(jī)第一次右移有噴水及刷車動(dòng)作,到達(dá)有極限使右極限開關(guān)動(dòng)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(dòng)作及清潔劑開始噴灑,直到右極限行程開關(guān)動(dòng)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(dòng)作。洗車機(jī)第三次右移時(shí),洗車機(jī)右移3S停止,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(dòng)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)相同的動(dòng)作,直到碰到右極限形成開關(guān)。洗車機(jī)第四次右移,噴灑清水及

14、刷子動(dòng)作,直到碰到右極限行程開關(guān)。洗車左移同時(shí)噴水刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機(jī)第五次右移,風(fēng)扇開始動(dòng)作,直到碰到右極限開關(guān),洗車機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)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。課程設(shè)計(jì)心得通過本次設(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(shí),于是圖書館和INTERNET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(shí),不知不覺中我們查閱資料的能力也得

15、到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的,在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域,這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中,總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候,需要做大量的工作,花大量的時(shí)間才能解決。自然而然,我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn),增強(qiáng)了信心。參考文獻(xiàn)1 李建興.可編步伐節(jié)制器及其應(yīng)用M.BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書社,19992 邱公偉.可編程節(jié)制器收集通信及應(yīng)用M.BeiJing:清華大學(xué)出書社,20003 鄒益仁等.現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)制體系的預(yù)設(shè)和開發(fā)M.BeiJing:國防工業(yè)出書社, 20034 廖常初. 可編步伐節(jié)制器的編程要領(lǐng)與工程應(yīng)用M

16、,重慶:重慶大學(xué)出書社, 20015 陳在平等.可編步伐節(jié)制器技能與應(yīng)用體系預(yù)設(shè)M.BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書社,20026 宮淑貞等.可編程節(jié)制器道理及應(yīng)用M.BeiJing:人民郵電出書社,20027 方承遠(yuǎn).電情操制道理與預(yù)設(shè)M.BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書社,20008 馬小軍.修建電情操制技能M.BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書社,2003附錄梯形圖 主要程序:網(wǎng)絡(luò)1啟動(dòng)燈O M1.5 AN I0.3 AN M1.4 = M1.5= M0.7網(wǎng)絡(luò)2 復(fù)位燈LD I0.3O M1.6 = M1.6= Q0.3A I0.2= Q1.0網(wǎng)絡(luò)3 右移LD I0.0O M0.0 AN M0.1

17、AN I0.3= M0.0= Q0.0網(wǎng)絡(luò)4 噴水動(dòng)作LDN M0.2 LD M1.0 AN M1.2 OLDAN I0.3= Q0.5網(wǎng)絡(luò)5 刷子動(dòng)作LDN M0.2 LD T37 AN T38 OLDLD T39 AN T40 OLDLD T41 AN T42 OLDLD T43 AN T44 OLDLD M1.0 AN M1.2 OLDLPSAN I0.3= Q0.2LRDTON T38, 50 LRDTON T40, 50 LRDTON T42, 50 LPPTON T44, 50網(wǎng)絡(luò)6 左移LD I0.1A M0.0O M0.1AN M0.2= M0.1= Q0.3網(wǎng)絡(luò)7 右移LD

18、I0.2A M0.1O M0.2AN M0.3AN I0.3= M0.2= Q0.0網(wǎng)絡(luò)8 清潔劑LD M0.2O M0.3AN M0.5AN I0.3= M0.3= Q0.4網(wǎng)絡(luò)9 左移LD I0.1A M0.2O M0.4AN M0.5= M0.4= Q0.3網(wǎng)絡(luò)10 右移3s停止LDN I0.2AN M0.4PLC 控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) ON M0.5 AN T37 AN I0.3 = M0.5 = Q0.0 TON T37, 30 網(wǎng)絡(luò) 11 刷子停止工作后再右移 3s 停止 LD T38 AN T39 = Q0.0 TON T39, 30 網(wǎng)絡(luò) 12 刷子再次停止后右移 LD T40 AN M0.6 = Q0.0 網(wǎng)絡(luò) 13 至右極限后開始左移， 3s 后停止 LD I0.1 O M0.6 AN T41 AN I0.3 = M0.6 = Q0.3 TON T41, 30 網(wǎng)絡(luò) 14 刷子工作 5s 后停止并向 左移動(dòng)，3s 后停止 LD T42 AN T43 = Q0.3 TON T43, 30 網(wǎng)絡(luò) 15 刷子再工作 5s 后停止并 向左移動(dòng) LD T42 AN T43 = Q0.3 TON T43, 30 網(wǎng)絡(luò) 16