PLC--自助洗車機控制設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄第1章 控制工藝流程分析1.1自助洗車機控制過程描述隨著我國汽車保有量的迅速提高，汽車清洗行業(yè)迎來了一個重要的發(fā)展機遇，自助洗車機作為洗車工作必不可少的設(shè)備，其清洗效果，清洗速度，清洗成本以及對節(jié)水和環(huán)境保護的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。自助洗車機控制系統(tǒng)必須滿足大于一百元可以洗車。自助洗車機的主要運動是左右循環(huán)運動由左右行程開關(guān)控制，同時不同循環(huán)次序伴隨不同的其他動作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風扇吹干動作等。因每次動作的開始都是碰到行程開關(guān)才實現(xiàn)，所以運用計數(shù)器記錄左極限信號脈沖的次數(shù)從而控制上述輔助運動按要求依次動作。系統(tǒng)還采用了復位設(shè)計，如在洗

2、車過程中由其他原因使洗車停止在非原點的其他位置，則需要手動對其進行復位，到位時復位燈亮，此時才可以啟動，否則啟動無效，洗車機經(jīng)啟動后可自動完成洗車動作后自動停止，也可在需要時手動停止。1.2自助洗車機控制工藝分析1設(shè)計投幣100元自助洗車機。2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(guān)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）。洗車機動作流程：1）按下啟動開關(guān)之后，洗車機開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。2）洗車機右移到達右極限開關(guān)后

3、，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(guān)后，開始往右移，噴水機及刷子停止動作，清潔劑設(shè)備開始動作噴灑清潔劑。4）洗車機右移到達右極限開關(guān)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(guān)后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機右移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(guān)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(guān)后停止，然后往右移。8）洗

4、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(guān)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(guān)后停止，并開始往右移。9）洗車機往右移，風扇設(shè)備動作將車吹干，碰到右極限開關(guān)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(guān)，則洗車整個流程完成，啟動燈熄滅。3原點復位設(shè)計。若洗車機正在動作時發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點復位，將洗車機復位到原點，才能做洗車全流程的動作，其動作就是按下復位按鈕，則洗車機的右移、噴水、洗刷、風扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機往左移，當洗車機到達左極限開關(guān)時，原點復位燈亮起，表示洗車機完成復位動作。第2章

5、控制系統(tǒng)總體方案設(shè)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(jié)構(gòu)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(guān)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(jié)束按鈕、開始洗車按鈕；洗車機碰到限位開關(guān)的信號包括：洗車機初始位置信號、左限位開關(guān)信號、右限位開關(guān)信號。自動找零投幣機七段數(shù)碼顯示器5元控制開關(guān)10元控制開關(guān)50元控制開關(guān)PLC洗車機左右移動噴水機噴灑洗滌劑刷 子風 扇圖2-1 硬件結(jié)構(gòu)框架圖2.2 控制方法分析洗車機

6、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(guān)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(guān)。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(guān)動作，洗車機左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開關(guān)動作。洗車機第三次右移時，洗車機右移3秒，刷子刷洗5秒，連續(xù)兩次后繼續(xù)右移，直到碰到右極限開關(guān)。此時洗車機左移，進行和上次右移同樣的動作，直到碰到左極限形成開關(guān)。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(guān)。洗車機左移同時噴灑清水刷洗繼續(xù)直到碰到左極限行程開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機第五次右移，風扇開始工作，直到碰到右極限開關(guān)，洗車機左移風扇繼續(xù)工作，直

7、到碰到左極限開關(guān)，控制整個設(shè)備停止，洗車機完成洗車。圖2-2 I/O地址分配圖2.3 I/O分配輸入點I0.2：左極限感測開關(guān)I0.1：右極限感測開關(guān)I0.0：啟動開關(guān)I1.0：復位開關(guān)I0.3：退幣孔I0.4：5元投幣孔I0.5：10元投幣孔I0.6：50元投幣孔輸出點Q0.4：洗車機左移Q0.0：洗車機右移Q0.1：噴水機灑水Q0.5：噴灑清潔劑Q0.2：刷子洗刷動作Q0.6：風扇吹干動作Q0.3啟動燈 Q0.7原點復位燈Q1.0-Q1.7七段燈顯示金額2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計圖2-3 系統(tǒng)連線圖第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計3.1控制程序流程圖設(shè)計開始初始化開始洗車找余錢開始投幣繼續(xù)洗車結(jié)束

8、達到100元？出現(xiàn)故障復位圖3-1 控制程序流程圖3.2控制程序時序圖設(shè)計I0.0 啟動開關(guān)Q0.6風扇吹干Q0.5噴清潔劑Q0.2 刷洗Q0.1 噴水Q0.4 左移Q0.3 啟動燈Q0.0 右移I0.2 左極限I0.1 右極限圖3-2 控制程序時序圖3.3控制程序設(shè)計思路通過控制要求可知，本程序設(shè)計主要分為兩部分：投幣程序和洗車程序。先投幣，當投入的總錢數(shù)大于等于100元，找余錢并按下啟動，洗車程序啟動，洗車指示燈亮，洗車機開始洗車。在洗車過程中，如果出現(xiàn)故障，排除故障后按復位開關(guān)，程序跳轉(zhuǎn)到洗車程序開始，重新運行洗車程序直至結(jié)束。第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計4.1 PLC與上位監(jiān)控軟件通訊主通訊模

9、塊的程序設(shè)計有3部分內(nèi)容：初始化通訊模塊；讀寫Modbus/RTU數(shù)據(jù)；監(jiān)測通訊狀態(tài)。通訊模塊的初始化工作主要是配置3個初始化模塊參數(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15個寄存器長的數(shù)據(jù)塊，功能是定義與其通訊的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塊。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)

10、測SCB和MCB的狀態(tài)參數(shù)等，每一個端口需要定義一個COM_REQ塊。所有這些初始化參數(shù)在PLC上電或冷啟動初始化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Pakscan IIE主站控制器通訊，而PLC則與RTU主通訊模塊交換數(shù)據(jù)。讀寫Modbus/RTU數(shù)據(jù)和監(jiān)測通訊狀態(tài)的編程相對簡單，只要讀寫初始化時定義的相對應的PLC參數(shù)地址即可。4.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計圖4-1 組態(tài)圖4.3 實現(xiàn)的效果第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題為了準確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，需要進行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試的順序按照先硬件后軟件，先局部后整體的順序完成。（1）硬件調(diào)試系統(tǒng)的

11、硬件安裝過程及針對各單元模塊的硬件電路調(diào)試，檢驗其是否符合設(shè)計初衷，能否達到相應指標。硬件調(diào)試主要包括按鍵電路的調(diào)試、驅(qū)動電路的調(diào)試、電源部分的調(diào)試。為保證整個系統(tǒng)能夠正常工作，首先要保證電源系統(tǒng)正常工作。其次是驅(qū)動電路的調(diào)試，這一部分調(diào)試主要是I/O口的檢查。調(diào)試的關(guān)鍵在于確定數(shù)碼管電路連接是否正確。再次是按鍵電路的調(diào)試，這一部分主要是按鈕是否對應好，接線是否正常，特別是相關(guān)復位按鈕。最后是洗車部分的調(diào)試，這一部分占了設(shè)備的絕大部分。（2）軟件調(diào)試本部分主要介紹了自助洗車機控制系統(tǒng)的軟件調(diào)試過程，檢驗其是否符合設(shè)計初衷，能否達到相應指標。首先是投幣子程序的調(diào)試，這一部分的調(diào)試的關(guān)鍵是投幣時程

12、序是否能得到信號，在滿足條件的情況下能否得到響應等。最后是主程序的調(diào)試，通過假定輸入一定的初值看看程序運行是否正常。（3）整機調(diào)試整個系統(tǒng)調(diào)試順序按照先硬后軟，先局部后全部的順序調(diào)試，當軟件與硬件都調(diào)試無誤之后，就可以整機調(diào)試，整機調(diào)試也就是整個系統(tǒng)設(shè)計的功能測試。5.2 結(jié)果分析通過不斷的編寫、修改，最終得到了一個較滿意的結(jié)果。在程序編寫完成后，先檢驗其是否符合設(shè)計初衷，能否達到相應指標。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。通過使用觸摸屏軟件多次的調(diào)試和修改，再到實驗室真實的PLC

13、調(diào)試，最終基本達到了控制要求。第6章 心得與體會通過本次設(shè)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(jié)合開發(fā)、設(shè)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(shè)計中，我們還需要大量的以前沒有學到過的知識，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，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，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。最后感謝在大學三年半期間，傳授我知識的老師們，感謝在學習和生活上給予我?guī)椭耐瑢W

14、們。經(jīng)過兩周的學習，本次課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個在校學生，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，畢竟這次設(shè)計是我第一次進行電氣全面和系統(tǒng)的設(shè)計，疏漏和不足之處在所難免，可能存在許多細節(jié)未做到及時處理，請老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進步。我相信通過這次全面系統(tǒng)的設(shè)計以及在這個過程中各位老師的不斷點撥，在今后的工作中我一定會做到更好參考文獻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邱公偉.可編程節(jié)制器收集通信及應用M.北京：清華大學出書社,2000.3鄒益仁等.現(xiàn)場總線節(jié)制體系的預設(shè)和開發(fā)M.北京：國防工業(yè)出書社,2003.4宮淑貞等.可編程節(jié)制器道理及

15、應用M.北京：人民郵電出書社,2002.5方承遠.電情操制道理與預設(shè)M.北京：機械工業(yè)出書社,2000.6馬小軍.修建電情操制技能M.北京：機械工業(yè)出書社,2003.附錄梯形圖主程序Network 1 LD M1.6AND I0.2OR SM0.1OR M0.0AND NOT M0.1OUT M0.0Network 2 LD M0.0AND I0.0OR M0.1AND NOT M0.2OUT M0.1OUT Q0.1OUT Q0.2OUT Q0.3OUT Q0.0Network 3 LD M0.1AND M0.1OR M0.2AND NOT M0.3OUT M0.2OUT Q0.4OUT Q

16、0.2OUT Q0.3OUT Q0.0Network 4 LD M0.2AND I0.2OR M0.3AND NOT M0.4OUT M0.3OUT Q0.5OUT Q0.0OUT Q0.1Network 5 LD M0.3AND I0.1OR M0.4AND NOT M0.5OUT M0.4OUT Q0.5OUT Q0.4OUT Q0.0Network 6 LD M0.4AND I0.2LD M0.6AND T38AND NOT C0ORLDOR M0.5AND NOT M1.7OUT M0.5OUT Q0.1OUT Q0.0TORN T37, 32Network 7 LD M0.5AND

17、T37OR M0.6AND NOT M0.7AND NOT T38AND C0OUT M0.6OUT Q0.3OUT Q0.0TORN T38, 50Network 8 LD T37OUT M1.7Network 9 LD M0.6LD M0.5CTU C0, 2Network 10 LD M0.6AND C0AND T38OR M0.7AND NOT M1.0OUT M0.7OUT Q0.0OUT Q0.1Network 11 LD M0.7AND I0.1LD M1.1AND NOT C1AND T40ORLDOR M1.0AND NOT M2.1OUT M1.0OUT Q0.0OUT Q0.4TORN T39, 30Network 12 LD M1.0AND T39OR M1.1AND NOT M1.2AND C1AND NOT T40OUT M1.1OUT Q0.0OUT Q0.3TORN T40, 50Network 13 LD T39OUT M2.1Network 14 LD M1.1LD M1.0CTU C1, 2Network 15 LD M1.1AND C1AND T40OR M1.2AND NOT M1.3OUT M1.2OUT Q0.0OUT Q0.4Network 16 LD M1.2AND I0.2OR M1.3AND NOT M1.4OUT