汽車自動清洗裝置PLC控制

機(jī)床電氣與PLC課程設(shè)計(jì)說明書題目汽車自動清洗裝置PLC控制系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)班號學(xué)生姓名.指導(dǎo)教師.完成日期2009年06月20日.湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院湖南工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：汽車自動清洗裝置PLC控制姓名系別專業(yè)班級0681學(xué)號02指導(dǎo)老師教研室主任一、設(shè)計(jì)要求及任務(wù)1．設(shè)計(jì)要求根據(jù)下面的流程圖工作：2．設(shè)計(jì)任務(wù)〔1〕繪制工作流程框圖或順序功能圖；〔2〕繪制PLC的硬件接線圖；〔3〕相關(guān)元器件的計(jì)算與選型，制定元器件明細(xì)表；〔4〕編寫全程序梯形圖或指令表，并通過調(diào)試；〔5〕編寫設(shè)計(jì)說明書。二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間1．設(shè)計(jì)時(shí)間：一周，2009年06月15日至2009年06月19日。2．進(jìn)度安排星期一～星期三：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，熟悉設(shè)計(jì)要求及任務(wù)，軟硬件設(shè)計(jì)。星期四～星期五：整理資料，按格式撰寫設(shè)計(jì)說明書，上交設(shè)計(jì)作業(yè)〔打印稿及電子文檔〕。目錄第1章概述………………………1.1引言………………………1.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容…………1.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟………………第2章硬件設(shè)計(jì)………………2.1控制系統(tǒng)的功能要求……………………2.2輸入和輸出點(diǎn)分配表……………………2.3元器件選型及明細(xì)表……………………2.4I/O接線圖………………第3章軟件設(shè)計(jì)………………3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序功能圖……………………3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)梯形圖…………第4章系統(tǒng)調(diào)試………………4.1硬件調(diào)試……………4.2軟件調(diào)試……………4.3運(yùn)行調(diào)試………….小結(jié)………………參考文獻(xiàn)………………致謝…………第1章概述1.1引言隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速開展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所有的控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求迅速的反響，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低本錢和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的靈活性和可靠性，可編程控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為根底的通用工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和對現(xiàn)場工作環(huán)境及設(shè)計(jì)資金等各個(gè)方面因素的考慮，本系統(tǒng)采用三菱FX2N系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。市場上常見的汽車自動清洗機(jī)簡介它改變傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質(zhì)的清洗原理。采用高速氣流配合水硬霧沖洗的新技術(shù)〔兩相流清洗〕。水被微?；?，幾十倍提高水的利用率，到達(dá)節(jié)水90％以上，并且集清洗、噴清潔劑、吹干等多功能于一身。小巧手持、隨意移動，任何環(huán)境均可工作。最大限度的提高單位水量的利用率，并具備一定的沖力和溫度，極有效地去除和溶解車身及所有縫隙的灰塵和油污。用水量是水槍的二十分之一，耗能是它的一半，其他設(shè)備所無法比較的是：徹底清洗細(xì)微之處；快速吹干功能；無水花飛濺；無滿地流水；清洗車身；洗門縫、門邊、發(fā)動機(jī)組，細(xì)微之處顯身手；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。1.2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容一個(gè)PLC控制系統(tǒng)由信號輸入元件〔如按鈕，限位開關(guān)，傳感器等〕，輸出執(zhí)行器件〔如電磁閥，接觸器，電鈴等〕，顯示器件和PLC構(gòu)成。因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就包括這些器件的選取和連接等。①輸入器件，輸出執(zhí)行器件，顯示器件等。一個(gè)輸入信號，進(jìn)入PLC后和PLC內(nèi)部可以屢次重復(fù)使用，而且和可獲得其常開，常閉，延時(shí)等各種形式的觸點(diǎn)。因此，信號輸入器件只要有一個(gè)觸點(diǎn)即可。輸出器件應(yīng)盡量選取相同電源電壓的器件，并盡可能選取工作電流較小的器件。顯示器件應(yīng)盡量選取LED器件，其壽命較長，而且工作電流較小。②設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主回路。應(yīng)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否需要正，反向動作，是否需要上下速，設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)主回路。③選取PLC。根據(jù)輸入，輸出信號的數(shù)量，輸入輸出信號的空間分布情況，程序容量的大致情況，具有的特殊功能等，選取PLC。④進(jìn)行I/O分配，繪制PLC控制系統(tǒng)硬件原理圖。⑤程序設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試。設(shè)計(jì)PLC控制程序，并利用輸入信號開關(guān)板進(jìn)行模擬調(diào)試，檢查硬件設(shè)計(jì)是否完整，正確，軟件是否能滿足工藝要求。⑥設(shè)計(jì)控制柜。在控制柜中，強(qiáng)電和弱電控制信號應(yīng)盡可能進(jìn)行隔離和屏蔽，防止強(qiáng)電磁干擾影響PLC的正常運(yùn)行。⑦編制技術(shù)文件，包括電器原理圖，軟件清單，使用說明書，元件明細(xì)表等。1.3、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟對控制任務(wù)的分析和軟件的編制，是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對控制任務(wù)的分析，確定PLC控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件工作過程；通過軟件的編制，實(shí)現(xiàn)被控對象的動作關(guān)系。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟為：①對控制任務(wù)進(jìn)行分析，對較復(fù)雜的控制任務(wù)進(jìn)行分塊，劃分成幾個(gè)相對獨(dú)立的子任務(wù)，以減小系統(tǒng)規(guī)模分散故障。②分析各個(gè)子任務(wù)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作過程。通過對各個(gè)子任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作過程的分析，畫出動作邏輯關(guān)系圖，列出輸入信號和輸出信號，列出要實(shí)現(xiàn)的非邏輯功能。對于輸入信號，每個(gè)按鈕，限位開關(guān)，開關(guān)式傳感器等作為輸入信號占用一個(gè)輸入點(diǎn)，接觸的輔助觸點(diǎn)不需要輸入PLC，故不作為輸入信號。對于輸出信號，每個(gè)輸出執(zhí)行器件，如接觸器，電磁閥，電鈴等，均作為輸出信號占用一個(gè)輸出點(diǎn)，對于狀態(tài)顯示，如果是輸出執(zhí)行器件的動作顯示，可與輸出執(zhí)行器件的動作的顯示，可與輸出執(zhí)行器件共用輸出點(diǎn)，不再作為新的輸出信號；如果是非動作顯示，如“運(yùn)行”，“停止”，“故障”等指示，應(yīng)作為輸出信號占用輸出點(diǎn)。第2章硬件設(shè)計(jì)2.1控制系統(tǒng)的功能要求2.1.1分析任務(wù)要求及解決方案1〕分析任務(wù)當(dāng)發(fā)出啟動命令時(shí)，清洗機(jī)開始工作，清洗機(jī)接觸器和水閥門都翻開，汽車進(jìn)入洗刷范圍時(shí)，刷子接觸器開啟，進(jìn)入刷洗程序。當(dāng)檢測器檢測到車子離開時(shí)，清洗機(jī)接觸器、水閥門和刷子接觸器全關(guān)閉，停止刷洗，發(fā)出停機(jī)命令，結(jié)束刷洗。2〕解決方案我們通過以上的分析可以知道，先由人來發(fā)出啟動命令，自動開啟清洗接觸器和水閥門；傳感器檢測到汽車進(jìn)入清洗范圍時(shí)，刷子接觸器翻開靠近汽車進(jìn)行清洗；傳感器檢測到汽車離開清洗范圍時(shí)，刷子接觸器停止刷洗；最后我們發(fā)出停止命令，清洗機(jī)接觸器和水閥門停止和關(guān)閉。由此，我們設(shè)計(jì)出自動洗車機(jī)的工作流程圖如下：圖1自動洗車機(jī)的工作流程圖汽車清洗機(jī)上有啟動按鈕和一個(gè)車輛檢測器，當(dāng)按下啟動開關(guān)后，洗車機(jī)開始工作，清洗接觸器和水門閥接通，當(dāng)車輛檢測器檢測到有車輛進(jìn)來且清洗機(jī)和車輛到位后，刷子接觸器接通，刷洗開始，當(dāng)刷洗機(jī)開始后2分鐘車輛離開后，刷洗機(jī)停止刷洗，刷子接觸器關(guān)閉，按下停機(jī)開關(guān)后，清洗機(jī)接觸器和水閥門關(guān)閉，清洗結(jié)束。用FXGP_WIN-C軟件編制PLC控制程序，并將程序?qū)懭氲絇LC，通過PLC控制實(shí)現(xiàn)汽車自動清洗裝置工作過程的自動控制。2.2輸入和輸出點(diǎn)分配表代號輸入名稱代號輸出名稱SB1XO啟動按鈕KM2Y1清洗機(jī)電動機(jī)SQ1X1車輛檢測器YVY2噴淋器SB2X2停止按鈕KM1Y3電磁閥電動機(jī)SQ2X3軌道終點(diǎn)限位開關(guān)表1輸入和輸出點(diǎn)分配表2.3元器件選型及明細(xì)表序號代號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1SB按鈕開關(guān)LA10-2H22SQ行程開關(guān)JLXK1-21123YV電磁閥(F)-LS-G02-3014KM1電磁閥電動機(jī)15KM2清洗機(jī)電動機(jī)1表2元器件選型及明細(xì)表2.4I/O接線圖圖2I/O接線圖第3章軟件設(shè)計(jì)要求3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序功能圖圖3順序功能圖按下啟動按鈕，輸入繼電器xo接通，內(nèi)部輔助繼電器M1接通。其常開觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器Y1置位為ON，控制清洗機(jī)運(yùn)動的電機(jī)KM2通電，控制清洗機(jī)運(yùn)動的電機(jī)工作的同時(shí)輸出繼電器Y2置位為ON，電磁線圈YV通電，翻開噴淋閥，清洗機(jī)開始沿軌道移動，當(dāng)車輛檢測器檢測到有待清洗的車輛且清洗機(jī)和車輛到位時(shí)，輸入繼電器X1，X3接通，內(nèi)部輔助繼電器M2接通，輸出繼電器Y3置位為ON，接觸器KM1通電，刷子開始洗刷，這樣清洗機(jī)一邊移動一邊清洗，當(dāng)車輛2分鐘離開后，車輛清洗完畢，記清洗機(jī)移出車輛時(shí)，輸入繼電器X1接通，內(nèi)部輔助繼電器M3接通，使輸出繼電器Y3復(fù)位為OFF，使接觸器KM1斷電，刷子停止工作，當(dāng)按下停機(jī)按鈕后，輸入繼電器X2接通，內(nèi)部輔助繼電器M4接通，使輸出繼電器Y1，Y2復(fù)位為OFF，接觸器KM2和電磁閥YV斷電，電機(jī)停止工作，噴淋閥關(guān)閉，清洗結(jié)束。當(dāng)車輛再次檢測到有車輛時(shí)，輸入繼電器X1又接通，返回到布M1,假設(shè)沒有那么清洗機(jī)停止運(yùn)動。系統(tǒng)設(shè)計(jì)梯形圖圖4梯形圖第4章系統(tǒng)調(diào)試、硬件調(diào)試斷電時(shí)檢查電源是否接好，地線是否接好，各輸入/輸出點(diǎn)是否接好接牢。接通電源，檢查三菱FX2N-48MR可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好。將通訊電纜〔SC-09〕的9心型插頭插入微機(jī)的串行口插座，再將通訊電纜的圓形插頭插入編程插座。、軟件調(diào)試按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查，正確后設(shè)置正確的通信口，將編輯好的程序傳入PLC運(yùn)行，使用編輯器聯(lián)機(jī)調(diào)試操作，檢查各點(diǎn)工作狀態(tài)，并配合觀察PLC各點(diǎn)輸入/輸出指示LED或輸入/輸出設(shè)備工作是否符合程序功能要求。配合著上位機(jī)軟件動畫效果來觀察硬件的連接。、運(yùn)行調(diào)試在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的根底上，翻開三菱FX2N-48MR可編程控制器的“RUN”開關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行，或者等待100個(gè)脈沖后，系統(tǒng)是否停止運(yùn)行。根據(jù)以上的調(diào)試情況，本汽車自動清洗裝置程序的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求。小結(jié)汽車自動清洗裝置在我們的日常生活中比較常見，一般的洗車廠都是用的這個(gè)，其根本流程和程序要求根本類似，所以控制的實(shí)現(xiàn)也可以相互借鑒。對于控制程序的編寫，這里給出的只是一種實(shí)現(xiàn)手段，使用可編程控制器還有其他的方法可以實(shí)現(xiàn)這樣的控制，針對所用的具體系統(tǒng)的情況，設(shè)計(jì)人員可以選用不同的方法來編寫程序。汽車自動清洗裝置高效的工作效率，以及簡單的結(jié)構(gòu)及控制方式是人手不能替代的，因此汽車自動清洗時(shí)裝置使用也將越來越廣泛。通過這次對汽車自動清洗裝置的PLC設(shè)計(jì)，讓我了解了PLC的梯形圖，順序功能圖，指令表，以及外部原理接線圖，也讓我了解到了有關(guān)PLC的設(shè)計(jì)原理和步驟，知道了設(shè)計(jì)不是件簡單的事情，只有通過自己不停的鉆研，才能有所收獲。參考文獻(xiàn)[1]廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[3]孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社[4]阮友德.電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程.北京：人民郵電出版社，2006[5].北京：清華大學(xué)出版社