自助洗車機控制設(shè)計--PLC課程設(shè)計

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)計投幣 100元自助洗車機。1.有 3個投幣孔,分別為 5元、 10元及 50元 3種,當(dāng)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(dāng)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(dá)右極限開關(guān)后,開始往左移,噴水機及刷子繼續(xù)動作。3 .洗車機左移到達(dá)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

2、開始動作 噴灑清潔劑。4 .洗車機右移到達(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(dá)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 .洗車機開始往右移,并噴灑清水與洗刷動作,將車洗干凈,當(dāng)碰到右極

3、 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(fēng)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(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。2.原點復(fù)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(fù)位, 將 洗車機復(fù)位到原點,才能做洗車全流程的動作,其動作就是按下 復(fù)位按鈕 ,則 洗車機的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止,洗車機往左移,當(dāng)洗 車機到達(dá)左極限開關(guān)時,原點復(fù)位燈亮起,表示洗車機完成復(fù)位動作。3. 自助洗車機的長處 . 使用洗車

4、機洗一輛車的時間只需要 34分鐘,效率高。 . 使用自助洗車機能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動強度,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,又能大幅度提高的經(jīng)濟收益。 . 自助洗車機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自助洗車機控制工藝分析洗車機的主運動是左右循環(huán)運動, 有左右行程開關(guān)控制, 同時不同循環(huán)次序 伴隨不同的動作, 如噴水刷車噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動作等。 系統(tǒng)還采用了復(fù)位 設(shè)計, 如在洗車工程中由于其他原因使洗車停止在非原點的其他位置, 則需手動 對其進行復(fù)位

5、,到位時復(fù)位燈亮,此時才可以啟動,否則啟動無效。洗車機經(jīng)啟 動后可自行完成洗車動作后自行停止,也可在需要時手動停止。洗車機第一次右移有噴水及刷車動作, 到達(dá)有極限使右極限開關(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 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 車機右移及刷子刷洗由接通延時計時器 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、動作電路斷開, 刷子停止工作。 此時洗車機左 移, 進行和上次右移時相同的動作, 直到碰到右極限形成開關(guān)。 洗車機第四次右 移, 噴灑清水及刷子動作, 直到碰到右極限行程開關(guān)。 洗車左移同時噴水刷洗繼 續(xù),直到碰到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機第五次右移,風(fēng)扇開始動作,直 到碰到右極限開關(guān), 洗車機左移風(fēng)扇繼續(xù)動作。 洗車機左移直到碰到左極限開關(guān), 控制整個設(shè)備停止,洗車機完成洗車。第 2章 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 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。 2.2控制方法分析通過控制要求可知, 本程序設(shè)計主要分為兩部分:投幣程序和洗車程序。 先 啟動洗車機, 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 動洗車程序,開始洗車,洗車指示燈亮。洗車程序結(jié)束,洗車機碰到左極限開關(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,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 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3.1控制程序流程圖設(shè)計開始在原點?右極限?左極限?啟動 洗車右移,噴水刷洗,啟動燈亮洗車左移,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?整個流程結(jié)束,啟動燈滅結(jié)束NYNY圖3-1 程序流程圖3.2控制程序時序圖設(shè)計 圖 3-2 控制程序時序圖 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PLC 選用 Modbus RTU主通訊模塊。 Pakscan IIE主站控制器是一個遠(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 Pakscan IIE主站控制器。主通訊模塊的程序設(shè)計有 3部分內(nèi)容:初始化通訊模塊, 讀寫 Modbus 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 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

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、 主機號等參數(shù),每一種命令需要定義一個 MCB 塊。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, 然后開始進行硬件調(diào)試, 先檢驗其是否符合設(shè)計初衷, 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(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、檢驗程序是否正常。 由于實驗室條件有限, 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)果分析洗車機的主運動是左右循環(huán)運動,有左右行程開關(guān)控制,同時不同循環(huán)次序伴隨不同的動作,如噴水刷車噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動作等。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計,如在洗車工程中由于其他原因使洗車停止在非原點的其他位置,則需手動對其進行復(fù)位,到位時復(fù)位燈亮,此時才可以啟動,否則啟動無效。洗車機經(jīng)啟動后可自行完成洗車動作后自行停

13、止,也可在需要時手動停止。洗車機第一次右移有噴水及刷車動作,到達(dá)有極限使右極限開關(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,洗車機右移及刷子刷洗由接通延時計時器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作電路斷開,刷子停止工作。此時洗車機左移,進行和上次右移時相同的動作,直到碰到右極限形成開關(guān)。洗車機第四次右移,噴灑清水及

14、刷子動作,直到碰到右極限行程開關(guān)。洗車左移同時噴水刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機第五次右移,風(fēng)扇開始動作,直到碰到右極限開關(guān),洗車機左移風(fēng)扇繼續(xù)動作。洗車機左移直到碰到左極限開關(guān),控制整個設(shè)備停止,洗車機完成洗車。課程設(shè)計心得通過本次設(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(yīng)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(xué)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

15、到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)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。在設(shè)計過程中,總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候,需要做大量的工作,花大量的時間才能解決。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,增強了信心。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:機械工業(yè)出書社,20008 馬小軍.修建電情操制技能M.BeiJing:機械工業(yè)出書社,2003附錄梯形圖 主要程序:網(wǎng)絡(luò)1啟動燈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 噴水動作LDN M0.2 LD M1.0 AN M1.2 OLDAN I0.3= Q0.5網(wǎng)絡(luò)5 刷子動作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 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，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 LD T42 AN T43 = Q0.3 TON T43, 30 網(wǎng)絡(luò) 16