基于S7-200PLC的自動洗車機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于S7-200PLC的自動洗車機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要1矚恁潤屬侈瘞睞楊尻賴。第一章自動洗車機(jī)的介紹2溝熠irir愛建譴凈。第二章PLC概述3殘鷲樓靜鑄源湃淑塑髓。2.1 PLC簡介3酢鋼極鎮(zhèn)檜豬錐。2.2 PLC的特點(diǎn)3彈貿(mào)攝爾霽斃撰磚鹵尻。2.3 PLC的功能3養(yǎng)技篋類蔣番2.4 PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理4廈礴懇蹣駢日寺翥繼or騷。2.5 PLC的分類4煢楨廣鯽獻(xiàn)選塊網(wǎng)糊目。第三章方案設(shè)計(jì)5鵝婭盡揖鶴慘屣蘢3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求5麓叢媽趣為贍債蛭練浮。3.2 編程元件地址分配6st圣橫蕨齦訝驊汆。3.3 外部引腳分布7滲嗆儼勻謂鱉調(diào)硯金帛。3.4 控制程序流程圖8錢臥瀉聯(lián)圣騁睨«。

2、3.5 控制程序設(shè)計(jì)思路14鳳襪備音叫®輪爛薔。3.6 系統(tǒng)控制程序14嬲熟俁閹蕨直閶鄴錢版蚤。第四章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析25壇搏鄉(xiāng)it懺簍鍥鈴演。設(shè)計(jì)/匕、得32M燮夥痛宰艮住鉉錨金市贅。參考文獻(xiàn)3方蜩而黯簪曇遙閆擷凄。摘要自助洗車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(jī)遇,機(jī)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(hù)的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。鋪稅稠鵬蹤韋轅耀。本文主要通過對自助洗車機(jī)功能要求和運(yùn)行分析，確定了自助洗車機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案并主要進(jìn)行了自助洗車機(jī)的驅(qū)動和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，針對自助洗車機(jī)的特點(diǎn)，采用自助

3、投幣，噴水，洗刷，噴灑清洗劑和風(fēng)干等過程，應(yīng)用了可編程控制技術(shù)對自助洗車機(jī)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件編程。PLC采用梯形圖編程語言對其運(yùn)行過程實(shí)行監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)了自助洗車機(jī)的傳動和控制要求。H蹶震彥決綏飴夏錦。關(guān)鍵詞：自助洗車機(jī)、控制、軟件編程、可編程控制器第一章自動洗車機(jī)的介紹當(dāng)今的社會汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，汽車維修保養(yǎng)行業(yè)競爭更是愈演愈烈，洗車機(jī)由此得以廣泛應(yīng)用。自助洗車機(jī)分為龍門往復(fù)式和隧道式兩種機(jī)型，通過對毛刷，水泵，機(jī)體行走機(jī)構(gòu)和風(fēng)機(jī)等部件的驅(qū)動控制，全自動完成對車輛的刷洗和風(fēng)干。龍門往復(fù)式洗一輛車僅耗時(shí)1.5min4min,隧道式滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)每輛車僅耗時(shí)1.5min左右，避免了

4、手工洗車用水的隨意性。洗車機(jī)配備專用的水處理設(shè)備后，可對洗車污水進(jìn)行回收凈化循環(huán)利用，可以節(jié)約水資源，是一個很有發(fā)展前景的符合現(xiàn)代化建設(shè)需要的機(jī)電一體化產(chǎn)品。PLC可靠性高，編程簡單且易維護(hù)，用作自助洗車機(jī)控制系統(tǒng)的核心，更能體現(xiàn)它的這些完美品質(zhì)。貓srn繪燎誅髏既尻。以下是自助洗車機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：(1)使用自助洗車機(jī)效率高，能大大減少勞動力、降低勞動強(qiáng)度，節(jié)省成本。(2)一般使用新科技研發(fā)的自助洗車機(jī)清洗與人員手洗比起來更容易吸引客戶，在提高整體形象的同時(shí)，又能大幅度提高的經(jīng)濟(jì)收入。鍬籟饕逕瑣奧鷗婭薔。(3)自助洗車機(jī)完全可以采用循環(huán)水設(shè)備，水用量在原有上可減少1/3,更可有效的合理利用水資源，節(jié)

5、能環(huán)保。橫氽if簧旗飩算齦話鴦。第二章PLC概述2.1 PLC簡介PLC(ProgrammableLogicController)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重量輕，

6、能耗低等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。輒峰隔槿跳前掰a虢滎。2.2 PLC的特點(diǎn)PLC有如下特點(diǎn)：(一)高可靠性(二)豐富的I/O接口模塊(三)采用模塊化結(jié)構(gòu)(四)編程簡單易學(xué)(五)安裝簡單維修方便2.3 PLC的功能現(xiàn)在的PLC一般具有如下主要功能：(1)開關(guān)量邏輯控制功能(2)定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能(3)數(shù)據(jù)處理功能(4)監(jiān)控、故障診斷功能(5)步進(jìn)控制功能(6)A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能(7)停電記憶功能(8)遠(yuǎn)程I/O功能(9)通信連網(wǎng)功能(10)擴(kuò)展功能2.4 PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理PLC的基本組成為四部分：中央處理器

7、(CPU)存儲器、輸入/輸出(I/O)模塊和電源。CPU是PLC的神經(jīng)中樞，是系統(tǒng)的運(yùn)算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù)：(1)接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)；(2)用掃描的方式接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)；(3)診斷電源、PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中得語法錯誤；(4)完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算任務(wù)；(5)更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。存儲器是PLC存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行數(shù)據(jù)的單元。它包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。堯側(cè)閨絢I融0tI/O模塊是CPU與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備的橋

8、梁。PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源模塊，用來給PLC的內(nèi)部電路供電2.5 PLC的分類世界上PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。美國和歐洲以大中型PLC而聞名，而日本則以小型PLC著稱。識金昆縊堞竟嗜儼豪本次課設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)臺及其性能指標(biāo)，最后決定采用西門子PLCS7-200系列。西門子PLC主要產(chǎn)品是S5、S7系列。S7系列是西門子公司在S5系列P

9、LC基礎(chǔ)上近年推出的新產(chǎn)品，其性能價(jià)格比高，其中S7-200系列屬于微型PLC、S7-300系列屬于中小型PLC、S7-400系列屬于中高性能的大型PLC。1就域勞面皆癇嫦脛汆。第三章方案設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求開關(guān)洗車機(jī)才會動作，啟動燈亮起。七段數(shù)碼管會顯示投幣金額（用BCD碼），當(dāng)投幣超過100元時(shí)，可按退幣按鈕，這時(shí)七段數(shù)碼管會退回零，表示找出余額。耳除粵箱滅縈歡爆t鷲金帛。洗車機(jī)動作流程：1）按下啟動開關(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

10、動作，清潔劑設(shè)備開始動作一一噴灑清潔劑。鯊警新出槌金甲涉瞿劍I。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。碩痍翔頑詒攆懈篙町頸。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。闋擻例舞擇植秘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3s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。量嚕腳鼠貿(mào)懇彈濾頷杲。8）洗車機(jī)開始往

11、右移，并噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當(dāng)碰到右極限開關(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)動作，直到碰到左極限開關(guān)后停止，并開始往右移。tt鶴資贏事!孫滋御贅。9）洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動作將車吹干，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。慫闡逕醇嘯涼。10）若洗車機(jī)正在動作時(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作，其動作就是按下復(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

12、復(fù)位動作。諺辭擔(dān)諂動律瀉類短3.2 編程元件地址分配本文自動洗車控制系統(tǒng)采用了八個輸入信號和九個輸出信號，采用西門子S7-200系列的CPU224,該CPU有14點(diǎn)輸入、10點(diǎn)輸出，能夠滿足需求。各輸入輸出彳t號如表1所示：啜覲言圭緣砌囁俱觸鈴鑄。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編程元件地址編碼輸入信號5元投幣按鈕I0.0I0.010元投幣按鈕I0.1I0.150元投幣按鈕I0.2I0.2啟動按鈕SB1I0.3退幣按鈕SB2I0.4停止復(fù)位按鈕SB3I0.5右極限信號SQ1I0.6左極限信號SQ2I0.7輸出信號啟動燈HL1Q0.0退幣動作KM1Q0.1洗車機(jī)右移KM2Q0

13、.2洗車機(jī)左移KM3Q0.3刷子刷洗KM4Q0.4噴水動作KM5Q0.5噴灑清潔劑KM6Q0.6風(fēng)扇動作KM7Q0.7復(fù)位燈HL2Q1.03.3 外部引腳分布根據(jù)PLC引腳的分配及引腳的功能，其與外部設(shè)備連接引線如下圖所示圖1PLC引腳分布圖3.4控制程序流程圖洗車機(jī)的總流程圖如下圖2所示:開始洗車機(jī)停止，刷子洗刷10刷子停止，洗車機(jī)右移Y11洗車機(jī)停止，刷子洗刷刷子停止，洗車機(jī)左移洗車機(jī)停止，刷子洗刷V刷子停止,洗車機(jī)左移N12Y圖2自動洗車機(jī)程序流程圖133.5 控制程序設(shè)計(jì)思路通過控制要求可知，本程序設(shè)計(jì)主要分為兩部分：投幣程序和洗車程序。首先開始投幣，當(dāng)投入的總錢數(shù)大于等于100元后才

14、能啟動洗車程序，洗車指示燈亮，開始洗車。洗車程序結(jié)束，洗車機(jī)碰到左極限開關(guān)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，可按復(fù)位按鈕，所有動作停止，洗車機(jī)復(fù)位。排除故障后，洗車機(jī)可重新開始運(yùn)行。受紿H鋌解鷹輜檄庫。3.6 系統(tǒng)控制程序主程序梯形圖如下:網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)絡(luò)2十元投幣ADDENENO-INIOUT»VW100W100-IN2網(wǎng)第3.五十元投幣I0L2ADD_IENENO，-IN1OUT-VW1Q0VW100<IN2網(wǎng)絡(luò)4|顯菽足布。中的金額數(shù)目1415網(wǎng)第10利達(dá)左限位開始右移M0.6I0,7M0,7TI1I£)1M1.1T5)1M0.2TR)2M0.6

15、-R)1網(wǎng)絡(luò)11售”達(dá)右眼位開始左移，維續(xù)噂春吉觀同締12網(wǎng)第13|右移計(jì)時(shí)葺M1.2T缶1|TON-FT100ms16網(wǎng)絡(luò)IB5鵬刷子停止；開始右移T38M1.3TF；）M1.4X）1網(wǎng)絡(luò)10右移35后，惇車，開刷T33M1.4T丁門M1.5U，）1網(wǎng)絡(luò)19用仔計(jì)時(shí)5s|網(wǎng)絡(luò)21思I右極限開美，云移I0.6M1,6I1(R)117網(wǎng)絡(luò)23I條后惇車，開而T41M17M2一，）1網(wǎng)絡(luò)24刷子計(jì)時(shí)5sMZOT425PT100ms網(wǎng)絡(luò)2555后，停刷，左塔T42M2.018網(wǎng)絡(luò)28網(wǎng)站30I騎到左眼位開關(guān)，右移，并噴水洗刷MZ3I0.7M2.3R)1M2S)3網(wǎng)絡(luò)31I騎到右限位開關(guān)，左移，維續(xù)噴

16、水洗刷M2.4I0,SM2.4R)1M2.7S)11920網(wǎng)絡(luò)37I刷祿用iM0.2Ml.3M20M2.2M2.5MODQ07Q04風(fēng)扇動作M31網(wǎng)絡(luò)39噴清潔劑M11()O£()網(wǎng)絡(luò)41停止與復(fù)位，洗車機(jī)停止，啟動燈熄滅，復(fù)位燈真，顯示器清零Q1.0M0.1rC40T)qinlinEN21顯示投幣金額數(shù)的子程序xianshi如下:2223清零投幣金額數(shù)的子程序qinglin如下:24第四章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析在程序編寫完成后，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，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，在模擬

17、仿真軟件和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真，如果仿真結(jié)果與控制要求有差別，則對程序進(jìn)行修改，直至到達(dá)控制要求。通過多次的調(diào)試和修改，最終程序達(dá)到了控制要求。初漬蟆俾閱剜鯽胃暹藏。實(shí)驗(yàn)室仿真接線圖如圖3所示:圖3仿真接線圖25仿真過程的程序監(jiān)控如下:網(wǎng)絡(luò)3顯示VW10口中的金額數(shù)目圖4-1投幣與顯示金額按下投幣按鈕（例如五十元投幣按鈕），相應(yīng)編程原件（如I0.2）產(chǎn)生一個上升沿脈沖,計(jì)數(shù)一次，整數(shù)加法指令會將相應(yīng)的金額計(jì)入VW100中，并通過子程序xianshi顯示出金額總數(shù)。如圖4-1所示。封憂蔣氯蒼憫鷲。圖4-2啟動洗車過程當(dāng)投幣總金額達(dá)到一百元時(shí)，按下啟動按鈕SB1,I0.3接通，啟動燈亮并自鎖。如圖4-2

18、所示。26網(wǎng)絡(luò)7啟動燈亮，代表正常運(yùn)行MO.O=ONQO.O=ONI()網(wǎng)格81啟動，右移，噴水,刷子MO.O=ONM0,4=ONM0.1=ON甲M0,4=OFF圖4-3洗車機(jī)右移并噴水洗刷中間繼電器M0.1、M0.2、M0.3置位，線圈Q0.2、Q0.4、Q0.5接通，洗車機(jī)向右移動,達(dá)到右極限開關(guān)SQ1時(shí)，I0.6接通，M0.1復(fù)位，M0.6置位。線圈Q0.2斷電，Q0.3接通，洗車機(jī)停止右移，開始左移。噴水機(jī)繼續(xù)噴水，刷子繼續(xù)洗刷。如圖4-4所示。圖4-5右移并停止噴水洗刷，開始噴灑清潔劑達(dá)到左極限開關(guān)SQ2時(shí)，I0.7接通，M0.6、M0.2、M0.3復(fù)位，M0.7、M1.1置位。線圈

19、Q0.3斷開，Q0.2接通，洗車機(jī)停止左移，開始右移;Q0.5斷開，噴水機(jī)停止噴水；Q0.427斷開，刷子停止洗刷；Q0.6接通，噴灑清潔劑。如圖4-5所示。期僧曼躋鰻鴻錢寺盟朝京圖4-6洗車機(jī)左移并繼續(xù)噴灑清潔劑洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，M0.7復(fù)位，M1.0置位。線圈Q0.2斷開，Q0.3接通,洗車機(jī)停止右移，開始往左移，并繼續(xù)噴灑清潔劑。如圖4-6所示。擠貼電爰結(jié)加#嘵類。圖4-7洗車機(jī)右移并停止噴灑清潔劑洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)SQ2時(shí)，I0.7接通，M1.0、M1.1復(fù)位，M1.2置位。線圈Q0.3斷開，Q0.2接通，洗車機(jī)停止左移，開始往右移；線圈Q0.6斷開，清潔劑停止噴灑。如

20、圖4-7所示。賠茶余申珞俞驟遼輩襪金卷。網(wǎng)絡(luò)21庭右極限開關(guān),左移一M1,6=0FFI0.6=ONIIIBH-pH：:)M1.7s)1網(wǎng)絡(luò)22|7左移羽計(jì)時(shí)M1,7=0N+17=T411.|INTON30PT1口口便圖4-8洗車機(jī)左移計(jì)時(shí)3S到達(dá)右極限開關(guān)SQ1時(shí)，I0.6接通，M1.6復(fù)位，M1.7置位。線圈Q0.2斷開，Q0.3接通，洗車機(jī)停止右移，向左移，T41開始計(jì)時(shí)。如圖4-8所示。埴i疑h住決穗賽住卜冊28圖4-9碰到左極限開關(guān)后停止并熄滅啟動燈碰到左極限開關(guān)SQ2時(shí)，I0.7接通，M3.1、M3.2復(fù)位。線圈Q0.3斷開，洗車機(jī)停止左移；Q0.7斷開，風(fēng)扇停止；M3.5置位，線圈

21、Q0.0斷開，熄滅啟動燈。如圖4-9所示。裳棣祕顫諺劍羋藺。網(wǎng)絡(luò)35右移動作M0,1=OFFMO.O=ONQ0,3=OFFQ0.2=ON()M0,7=OFFM1,2=0FFM1,4=0FFM1.6=0NM2,4=OFFM3,0=OFF圖4-10右移動作的控制當(dāng)M1.6置位時(shí)，線圈Q0.2接通，洗車機(jī)右移。如圖4-10所示。29網(wǎng)絡(luò)36左移動作M0,6=ONMO,O=ONQ0,2=OFFQ0.3=ON圖4-11左移動作的控制當(dāng)M0.6置位時(shí)，線圈Q0.3接通，洗車機(jī)左移。如圖4-11所示。網(wǎng)格37刷子洗刷M0.2=ONMO.O=ONQ0.4=ON圖4-12刷子洗刷的控制當(dāng)M0.2置位時(shí)，線圈Q0.4接通，刷子開始洗刷。如圖4-12所示。30網(wǎng)絡(luò)38噴水機(jī)噴水M0.3=ONMO.O=ONQ0.5=ON()M2,6=0FF圖4-13噴水機(jī)噴水的控制當(dāng)M0.3置位時(shí)，線圈Q0.5接通，噴水機(jī)開始噴水。如圖4-13所示。網(wǎng)絡(luò)39噴清潔劑M1.1=0NMO.O=ONQ0.6=ON()圖4-14噴灑清潔劑的控制當(dāng)M1.1置位時(shí)，線圈Q0.5接通，清潔劑開始噴灑。如圖4-14所示。網(wǎng)絡(luò)40風(fēng)扇動作M3.1-0NMO.O-ONQ0.7-HN()圖4-15風(fēng)扇的控制當(dāng)M3.1置位時(shí)，線圈Q0