PLC自助洗車機(jī)設(shè)計(jì)

題目：自助洗車控制設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：完成時(shí)間：2019年X月X日目錄1引言（主要寫課題設(shè)計(jì)的目的、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)）2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)………2.1機(jī)械主體及零件設(shè)計(jì)2.2系統(tǒng)硬件配置及組成原理（要有系統(tǒng)組成圖）2.3系統(tǒng)變量定義及分配表2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)2.5系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)3.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)3.3控制程序設(shè)計(jì)思路3.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容4上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊4.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)4.3實(shí)現(xiàn)的效果5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5.2結(jié)果分析結(jié)束語（主要寫取得的效果、創(chuàng)新點(diǎn)及設(shè)計(jì)意義）參考文獻(xiàn)附錄：帶功能注釋的源程序第1章控制工藝流程分析1.1自助洗車機(jī)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(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇，自助洗車機(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(duì)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。自助洗車機(jī)控制系統(tǒng)必須滿足大于一百元可以洗車。自助洗車機(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)作的開始都是碰到行程開關(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)，如在洗車過程中由其他原因使洗車停止在非原點(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)無效，洗車機(jī)經(jīng)啟動(dòng)后可自動(dòng)完成洗車動(dòng)作后自動(dòng)停止，也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。1.2自助洗車機(jī)控制工藝分析1．設(shè)計(jì)投幣100元自助洗車機(jī)。2．有3個(gè)投幣孔，分別為5元、10元及20元3種，當(dāng)投幣合計(jì)20元或超過時(shí)，按啟動(dòng)開關(guān)洗車機(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20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）。洗車機(jī)動(dòng)作流程：1）．按下啟動(dòng)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(dòng)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)及刷子停止動(dòng)作，清潔劑設(shè)備開始動(dòng)作——噴灑清潔劑。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)右移3s后停止，刷子開始洗刷。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。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。8）．洗車機(jī)開始往右移，并噴灑清水與洗刷動(dòng)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(dòng)作，直到碰到左極限開關(guān)后停止，并開始往右移。9）．洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)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(dòng)作，直到碰到左極限開關(guān)，則洗車整個(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，將洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車全流程的動(dòng)作，其動(dòng)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)完成復(fù)位動(dòng)作。第2章控制系統(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)和洗車機(jī)碰到限位開關(guān)時(shí)的信號(hào)。人工輸入信號(hào)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(jī)碰到限位開關(guān)的信號(hào)包括：洗車機(jī)初始位置信號(hào)、左限位開關(guān)信號(hào)、右限位開關(guān)信號(hào)。(2-1硬件結(jié)構(gòu)框架圖)2.2控制方法分析洗車機(jī)第一次右移時(shí)有噴水及刷洗動(dòng)作，到達(dá)右極限使右極限開關(guān)動(dòng)作從而控制洗車機(jī)左移，而噴水及刷洗繼續(xù)，直到碰到左極限開關(guān)。洗車機(jī)第二次右移時(shí)，噴水停止、刷子動(dòng)作及清潔劑開始噴灑，直到右極限行程開關(guān)動(dòng)作，洗車機(jī)左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開關(guān)動(dòng)作。洗車機(jī)第三次右移時(shí)，洗車機(jī)右移3秒，刷子刷洗5秒，連續(xù)兩次后繼續(xù)右移，直到碰到右極限開關(guān)。此時(shí)洗車機(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關(guān)。洗車機(jī)第四次右移，噴灑清水及刷子動(dòng)作，直到碰到右極限開關(guān)。洗車機(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關(guān)噴水刷洗停止。洗車機(jī)第五次右移，風(fēng)扇開始工作，直到碰到右極限開關(guān)，洗車機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)工作，直到碰到左極限開關(guān)，控制整個(gè)設(shè)備停止，洗車機(jī)完成洗車。2.3I/O分配輸入點(diǎn)I0.2：左極限感測(cè)開關(guān)I0.1：右極限感測(cè)開關(guān)I0.0：?jiǎn)?dòng)開關(guān)I1.0：復(fù)位開關(guān)I0.3：退幣孔I0.4：5元投幣孔I0.5：10元投幣孔I0.6：20元投幣孔輸出點(diǎn)Q0.4：洗車機(jī)左移Q0.0：洗車機(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）輸入點(diǎn)I0.2:左極限感測(cè)開關(guān)I0.1:右極限感測(cè)開關(guān)I0.0:啟動(dòng)開關(guān)I1.0:復(fù)位開關(guān)I0.3:退錢口I0.4:五元入鈔/幣口I0.5:十元入鈔/幣口I0.6:二十元鈔/幣口輸出點(diǎn)Q0.4：洗車機(jī)左移Q0.0：洗車機(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：?jiǎn)?dòng)燈Q0.7：復(fù)位燈Q1.0-Q1.7：七段燈顯示金額第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)（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)開關(guān)I0.2左極限I0.1右極限Q0.6風(fēng)扇吹干Q0.5噴灑清潔劑Q0.2刷洗Q0.1噴水Q0.4左移Q0.3啟動(dòng)燈Q0.0右移

(3-2控制程序時(shí)序圖）3.3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。先投幣，當(dāng)投入的總錢數(shù)大于等于20元，找余錢并按下啟動(dòng)，洗車程序啟動(dòng)，洗車指示燈亮，洗車機(jī)開始洗車。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)到洗車程序開始，重新運(yùn)行洗車程序直至結(jié)束。第4章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊主通訊模塊的程序設(shè)計(jì)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(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)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PakscanIIE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(cè)通訊狀態(tài)的編程相對(duì)簡(jiǎn)單，只要讀寫初始化時(shí)定義的相對(duì)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)試及解決的問題為了準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，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)的硬件安裝過程及針對(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(jī)控制系統(tǒng)的軟件調(diào)試過程，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)果分析通過不斷的編寫、修改，最終得到了一個(gè)較滿意的結(jié)果。在程序編寫完成后，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)。然后是洗車程序的調(diào)試，通過假定輸入一定的初值來檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室真實(shí)的PLC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有學(xué)到過的知識(shí)，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(shí)，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(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)們。經(jīng)過兩周的學(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。我相信通過這次全面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及在這個(gè)過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)制器道理及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出書社,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)出書社,2003.附錄梯形圖主程序Network1LDM1.6ANDI0.2ORSM0.1ORM0.0ANDNOTM0.1OUTM0.0Network2LDM0.0ANDI0.0ORM0.1ANDNOTM0.2OUTM0.1OUTQ0.1OUTQ0.2OUTQ0.3OUTQ0.0Network3LDM0.1ANDM0.1ORM0.2ANDNOTM0.3OUTM0.2OUTQ0.4OUTQ0.2OUTQ0.3OUTQ0.0Network4LDM0.2ANDI0.2ORM0.3ANDNOTM0.4OUTM0.3OUTQ0.5OUTQ0.0OUTQ0.1Network5LDM0.3ANDI0.1ORM0.4ANDNOTM0.5OUTM0.4OUTQ0.5OUTQ0.4OUTQ0.0Network6LDM0.4ANDI0.2LDM0.6ANDT38ANDNOTC0ORLDORM0.5ANDNOTM1.7OUTM0.5OUTQ0.1OUTQ0.0TORNT37,32Network7LDM0.5ANDT37ORM0.6ANDNOTM0.7ANDNOTT38ANDC0OUTM0.6OUTQ0.3OUTQ0.0TORNT38,50Network8LDT37OUTM1.7Network9LDM0.6LDM0.5CTUC0,2Network10LDM0.6ANDC0ANDT38ORM0.7ANDNOTM1.0OUTM0.7OUTQ0.0OUTQ0.1Network11LDM0.7ANDI0.1LDM1.1ANDNOTC1ANDT40ORLDORM1.0ANDNOTM2.1OUTM1.0OUTQ0.0OUTQ0.4TORNT39,30Network12LDM1.0ANDT39ORM1.1ANDNOTM1.2ANDC1ANDNOTT40OUT