PLC--自助洗車(chē)機(jī)控制設(shè)計(jì)

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(chē)機(jī)控制過(guò)程描述隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的迅速提高，汽車(chē)清洗行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇，自助洗車(chē)機(jī)作為洗車(chē)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(duì)節(jié)水和環(huán)境保護(hù)的要求，成為其開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。自助洗車(chē)機(jī)控制系統(tǒng)必須滿足大于一百元可以洗車(chē)。自助洗車(chē)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)是左右循環(huán)運(yùn)動(dòng)由左右行程開(kāi)關(guān)控制，同時(shí)不同循環(huán)次序伴隨不同的其他動(dòng)作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。因每次動(dòng)作的開(kāi)始都是碰到行程開(kāi)關(guān)才實(shí)現(xiàn)，所以運(yùn)用計(jì)數(shù)器記錄左極限信號(hào)脈沖的次數(shù)從而控制上述輔助運(yùn)動(dòng)按要求依次動(dòng)作。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì)，如在洗

2、車(chē)過(guò)程中由其他原因使洗車(chē)停止在非原點(diǎn)的其他位置，則需要手動(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(wú)效，洗車(chē)機(jī)經(jīng)啟動(dòng)后可自動(dòng)完成洗車(chē)動(dòng)作后自動(dòng)停止，也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。1.2自助洗車(chē)機(jī)控制工藝分析1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

3、，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)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

4、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。第2章

5、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：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)。自動(dòng)找零投幣機(jī)七段數(shù)碼顯示器5元控制開(kāi)關(guān)10元控制開(kāi)關(guān)50元控制開(kāi)關(guān)PLC洗車(chē)機(jī)左右移動(dòng)噴水機(jī)噴灑洗滌劑刷 子風(fēng) 扇圖2-1 硬件結(jié)構(gòu)框架圖2.2 控制方法分析洗車(chē)機(jī)

6、第一次右移時(shí)有噴水及刷洗動(dòng)作，到達(dá)右極限使右極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作從而控制洗車(chē)機(jī)左移，而噴水及刷洗繼續(xù)，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第二次右移時(shí)，噴水停止、刷子動(dòng)作及清潔劑開(kāi)始噴灑，直到右極限行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，洗車(chē)機(jī)左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作。洗車(chē)機(jī)第三次右移時(shí)，洗車(chē)機(jī)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(kāi)關(guān)。此時(shí)洗車(chē)機(jī)左移，進(jìn)行和上次右移同樣的動(dòng)作，直到碰到左極限形成開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第四次右移，噴灑清水及刷子動(dòng)作，直到碰到右極限開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)左移同時(shí)噴灑清水刷洗繼續(xù)直到碰到左極限行程開(kāi)關(guān)噴水刷洗停止。洗車(chē)機(jī)第五次右移，風(fēng)扇開(kāi)始工作，直到碰到右極限開(kāi)關(guān)，洗車(chē)機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)工作，直

7、到碰到左極限開(kāi)關(guān)，控制整個(gè)設(shè)備停止，洗車(chē)機(jī)完成洗車(chē)。圖2-2 I/O地址分配圖2.3 I/O分配輸入點(diǎn)I0.2：左極限感測(cè)開(kāi)關(guān)I0.1：右極限感測(cè)開(kāi)關(guān)I0.0：?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān)I1.0：復(fù)位開(kāi)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(diǎn)Q0.4：洗車(chē)機(jī)左移Q0.0：洗車(chē)機(jī)右移Q0.1：噴水機(jī)灑水Q0.5：噴灑清潔劑Q0.2：刷子洗刷動(dòng)作Q0.6：風(fēng)扇吹干動(dòng)作Q0.3啟動(dòng)燈 Q0.7原點(diǎn)復(fù)位燈Q1.0-Q1.7七段燈顯示金額2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)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(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)開(kāi)始初始化開(kāi)始洗車(chē)找余錢(qián)開(kāi)始投幣繼續(xù)洗車(chē)結(jié)束

8、達(dá)到100元？出現(xiàn)故障復(fù)位圖3-1 控制程序流程圖3.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)I0.0 啟動(dòng)開(kāi)關(guān)Q0.6風(fēng)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(dòng)燈Q0.0 右移I0.2 左極限I0.1 右極限圖3-2 控制程序時(shí)序圖3.3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。先投幣，當(dāng)投入的總錢(qián)數(shù)大于等于100元，找余錢(qián)并按下啟動(dòng)，洗車(chē)程序啟動(dòng)，洗車(chē)指示燈亮，洗車(chē)機(jī)開(kāi)始洗車(chē)。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，重新運(yùn)行洗車(chē)程序直至結(jié)束。第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 PLC與上位監(jiān)控軟件通訊主通訊模

9、塊的程序設(shè)計(jì)有3部分內(nèi)容：初始化通訊模塊；讀寫(xiě)Modbus/RTU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(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要求每個(gè)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(jī)號(hào)等參數(shù)，每一種命令需要定義一個(gè)MCB塊。COM_REQ是一個(gè)17個(gè)寄存器長(zhǎng)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(cè)SCB和MCB的狀態(tài)參數(shù)等，每一個(gè)端口需要定義一個(gè)COM_REQ塊。所有這些初始化參數(shù)在PLC上電或冷啟動(dòng)初始化的第一個(gè)掃描周期內(nèi)加載到RTU主通訊模塊，此后RTU主通訊模塊負(fù)責(zé)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(xiě)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(xiě)初始化時(shí)定義的相對(duì)應(yīng)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(jì)圖4-1 組態(tài)圖4.3 實(shí)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(wèn)題為了準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，需要進(jìn)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(guò)程及針對(duì)各單元模塊的硬件電路調(diào)試，檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)初衷，能否達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)。硬件調(diào)試主要包括按鍵電路的調(diào)試、驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)試、電源部分的調(diào)試。為保證整個(gè)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(dòng)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(duì)應(yīng)好，接線是否正常，特別是相關(guān)復(fù)位按鈕。最后是洗車(chē)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(chē)機(jī)控制系統(tǒng)的軟件調(diào)試過(guò)程，檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)初衷，能否達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)。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(shí)程

12、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)等。最后是主程序的調(diào)試，通過(guò)假定輸入一定的初值看看程序運(yùn)行是否正常。（3）整機(jī)調(diào)試整個(gè)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(dāng)軟件與硬件都調(diào)試無(wú)誤之后，就可以整機(jī)調(diào)試，整機(jī)調(diào)試也就是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能測(cè)試。5.2 結(jié)果分析通過(guò)不斷的編寫(xiě)、修改，最終得到了一個(gè)較滿意的結(jié)果。在程序編寫(xiě)完成后，先檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)初衷，能否達(dá)到相應(yīng)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)使用觸摸屏軟件多次的調(diào)試和修改，再到實(shí)驗(yàn)室真實(shí)的PLC

13、調(diào)試，最終基本達(dá)到了控制要求。第6章 心得與體會(huì)通過(guò)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(kāi)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(wèn)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(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，于是圖書(shū)館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過(guò)程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺(jué)中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。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。最后感謝在大學(xué)三年半期間，傳授我知識(shí)的老師們，感謝在學(xué)習(xí)和生活上給予我?guī)椭耐瑢W(xué)

14、們。經(jīng)過(guò)兩周的學(xué)習(xí)，本次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)在校學(xué)生，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，畢竟這次設(shè)計(jì)是我第一次進(jìn)行電氣全面和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，疏漏和不足之處在所難免，可能存在許多細(xì)節(jié)未做到及時(shí)處理，請(qǐng)老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進(jìn)步。我相信通過(guò)這次全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及在這個(gè)過(guò)程中各位老師的不斷點(diǎn)撥，在今后的工作中我一定會(huì)做到更好參考文獻(xiàn)1李建興.可編步伐節(jié)制器及其應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出書(shū)社,1999.2邱公偉.可編程節(jié)制器收集通信及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出書(shū)社,2000.3鄒益仁等.現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)制體系的預(yù)設(shè)和開(kāi)發(fā)M.北京：國(guó)防工業(yè)出書(shū)社,2003.4宮淑貞等.可編程節(jié)制器道理及

15、應(yīng)用M.北京：人民郵電出書(shū)社,2002.5方承遠(yuǎn).電情操制道理與預(yù)設(shè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出書(shū)社,2000.6馬小軍.修建電情操制技能M.北京：機(jī)械工業(yè)出書(shū)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