基于PLC的自動洗車控制系統(tǒng)設(shè)計-畢業(yè)論文

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于PLC的自動洗車控制系統(tǒng)設(shè)計基于PLC的自動洗車控制系統(tǒng)設(shè)計DesignofAutomaticCarWashControlSystemBasedonPLC摘要如今隨著生活水平的提高汽車的數(shù)量越來越多，用傳統(tǒng)的人工清洗方式對一輛汽車進行普通的日常清洗大概會需要20分鐘，人工清洗的效率比較低，清潔度比較低。自動化洗車僅僅需要幾分鐘，清洗效率高，可以降低勞動人員的勞動強度，節(jié)省人力、時間、水資源等。本次設(shè)計的自動洗車控制系統(tǒng)能夠完全自動進行汽車清洗，能夠提高汽車清洗效率，使得洗車變得越來越輕松、方便、快捷。本次設(shè)計的自動洗車控制系統(tǒng)采用三菱PLC作為控制核心，外部有清洗工具，強力吹風(fēng)機，清潔劑噴灑工具等作為PLC的外部驅(qū)動設(shè)備，通過編寫PLC控制程序達到對系統(tǒng)的控制。通過仿真軟件對系統(tǒng)進行仿真，設(shè)計的自動洗車控制系統(tǒng)可以滿足清洗汽車并達到自動化的要求，可以獨立完成一系列洗車動作。關(guān)鍵詞:洗車機；PLC；邏輯控制；全自動ABSTRACTNowadays,withtheimprovementoflivingstandards,thenumberofcarsisincreasing.Ittakesabout20minutestoperformordinarydailycleaningofacarbythetraditionalmanualcleaningmethod.Manualcleaningisrelativelyinefficientandcleanlinessisrelativelylow.Automaticcarwashingonlytakesafewminutes,hashighcleaningefficiency,canreducesthelaborintensityofworkers,andsavemanpower,time,waterresources,etc.Thisdesingofautomaticcarwashingcontrolsystemcancompletelyandautomaticallywashthecar,whichcanimprovetheefficiencyofcarwashingandmakecarwashingeasier,moreconvenientandfaster.ThisdesignofautomaticcarwashingcontrolsystemusesMitsubishiPLCasthecontrolcore,externalcleaningtools,powerfulhairdryers,cleaningagentsprayingtoolsandotherexternalcleaningequipmentofPLC.PLCcontrolprogramiswrittentocontrolthesystem.Throughthesimulationofthesystembysimulationsoftware,thedesignedautomaticcarwashingcontrolsystemcanmeettherequirementsofcarwashingandautomation,andcanindependentlycompleteaseriesofcarwashingactions.Keywords:carwasher;PLC;logiccontrol;fullyautomatic

目錄第一章 緒論 緒論1.1課題背景1884年，美國的卡爾·佛里特研制出世界上第一輛三輪汽車，并以他的名字命名，經(jīng)過百年的發(fā)展，汽車的發(fā)展日新月異，人們從簡單的追求快速安全到現(xiàn)在的美觀舒適，汽車的發(fā)展可謂是一日千里。21世紀是一個追求速度的世紀，人們對生活各方面的要求也隨之提高，汽車的數(shù)量與日俱增，幾乎人人一臺車，出門不再是步行或者公交，道路上排滿了車，可以說現(xiàn)在的汽車族是一個巨大的群體，因此也促成了汽車保養(yǎng)店的發(fā)展，那么它們平時都是怎樣高效便捷的保養(yǎng)車呢？人們現(xiàn)在買車是一件很常見的事情，但是人們更愛護車，會經(jīng)常對車進行保養(yǎng)和修檢，可以說汽車保養(yǎng)是現(xiàn)在汽車行業(yè)很重要的一個組成部分。那么有車一族都是怎樣保養(yǎng)車的呢？進入汽車行業(yè)，特別是保養(yǎng)這一塊，我們會發(fā)現(xiàn)汽車的刷漆、洗車、維護等工作還是通過人工操作的，這樣不僅增加了人力，而且也增加了洗車成本。雖然現(xiàn)在很多行業(yè)都采取了自動化，讓及其代替人類的工作，但是在洗車行業(yè)依舊沒有跟上新時代的步伐，這讓洗車行業(yè)的人感到很失望。傳統(tǒng)的洗車需要工作人員進行水沖洗、噴清潔劑、再利用風(fēng)力吹干等復(fù)雜繁瑣的步驟，這樣既延長了洗車時間，也增加了勞動力。國內(nèi)大部分人都追求速度，對于耗時間的事情他們往往都沒有耐心，令人感到奇怪的是對于洗車這件事，他們很樂意花費大量的時間。但是傳統(tǒng)的洗車存在很大的問題和弊端，最明顯的一點就是水資源的浪費，全球本來就已經(jīng)處于一個缺水的狀態(tài)，我們再消耗大量的水去洗車，更是得不償失。在我國很多發(fā)展比較好的城市汽車美容公司大部分都選擇全自動洗車系統(tǒng)，從表面來看，公司需要引入大量的先進技術(shù)，投入大量的資金，如果我們的眼光放的長遠一些，我們會發(fā)現(xiàn)后期的經(jīng)營會給洗車行業(yè)帶來很大的利潤。從時間成本來看，傳統(tǒng)的洗車一輛車大概需要半個小時左右，而全自動化洗車僅僅需要十分鐘左右即可，都說時間是寶貴的，所以節(jié)省時間是很重要的一部分，節(jié)省下來的時間我們可以去做很多其他的事情。但是全自動洗車技術(shù)的引進需要比較大的資金，很多小型企業(yè)承擔(dān)不起，但經(jīng)過我們前期的討論來看，全自動洗車機會是未來洗車行業(yè)的潮流。在這樣的有利條件下，將高效率、高質(zhì)量的自動清洗裝置投放到洗車行業(yè)中，洗車行業(yè)將會迎來一個巨大的轉(zhuǎn)變發(fā)展。根據(jù)我國洗車行業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展，本論文設(shè)計的洗車系統(tǒng)以PLC為控制核心，在系統(tǒng)中增加了許多元器件比如繼電器、控制器等來控制整個洗車過程，達到了節(jié)約、高效、節(jié)省人力的要求，符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。在這個人們生活節(jié)奏快、解放勞動力的年代，研究設(shè)計出新型、方便、操作簡單、成本低的全自動洗車技術(shù)對洗車行業(yè)會是一個很大的福音。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車美容店是近幾年來發(fā)展比較快的一個行業(yè)，人們買車更愛車，對于汽車的保養(yǎng)可謂是盡心盡力。汽車公司對其的投入并不是很高，也沒有什么核心技術(shù)，所以工作人員不需要花費大量的時間來培訓(xùn)上崗。我國汽車保養(yǎng)行業(yè)現(xiàn)在還處于一個剛剛起步階段，行業(yè)標準都還不完善，比如洗車的規(guī)模、洗車場地、技術(shù)要求、經(jīng)營管理都沒有一定的標準，大部分的汽車保養(yǎng)行業(yè)都還是靠人力來運作。雖然現(xiàn)在國內(nèi)也有很多先進的洗車技術(shù)，比如電腦式洗車、非接觸式洗車技術(shù)，但在市場上的使用并不是很多。在發(fā)達國家，科學(xué)的洗車理念受到了很多人的追捧，洗車技術(shù)經(jīng)過不斷的改變和發(fā)展，全自動洗車機才在國外發(fā)展起來，得到汽車行業(yè)的青睞?，F(xiàn)在人們所經(jīng)常使用的電腦控制全自動洗車、無水洗車逐漸應(yīng)用到現(xiàn)實中，電腦控制洗車系統(tǒng)已經(jīng)成為洗車行業(yè)的主導(dǎo)力量。現(xiàn)在汽車在馬路上隨處可見，各個洗車行業(yè)也越來越多，城市里傳統(tǒng)的洗車行業(yè)已經(jīng)不能滿足人們對洗車的要求，如果洗車行業(yè)不尋求新的發(fā)展方式，那么洗車行業(yè)將會面臨淘汰的現(xiàn)象。洗車行業(yè)要想在高速發(fā)展的社會上立足腳跟，必須有一套自己的經(jīng)營方式，有一套自己的洗車系統(tǒng)，讓洗車變得專業(yè)化、和規(guī)范化，符合中國的發(fā)展國情，同中國市場一起發(fā)展。想要洗車行業(yè)發(fā)展的更快更穩(wěn)，我們必須另辟蹊徑，摸索找到屬于洗車行業(yè)的道路。自動洗車系統(tǒng)是通過編程語言來設(shè)置系統(tǒng)，全自動洗車具有節(jié)省了人力、操作簡單便捷、效率高、洗車干凈等特點，可以滿足了人們洗車的基本需求。全自動洗車系統(tǒng)是傳統(tǒng)洗車方式的替代，也是隨著社會發(fā)展洗車行業(yè)所要經(jīng)歷的階段，這一發(fā)展給洗車行業(yè)帶來了較大的效益，同時也帶來了較大的發(fā)展。我們不能固步自封，應(yīng)該用積極向上、尋求更好辦法和心態(tài)來面對這個問題。雖然發(fā)展的過程是艱辛的、痛苦的，但只要有耐心，堅持下去，我們就能找到更好的方法，帶來巨大的收益。在我國，想要讓洗車行業(yè)達到空前的盛況，唯一的辦法就是吸取國外的經(jīng)驗與優(yōu)秀的成果。我們應(yīng)該吸取歷史教訓(xùn)，不能一味閉門造車，應(yīng)該向國外多交流多學(xué)習(xí)，和國外的頂尖設(shè)計者學(xué)習(xí)先進的知識技術(shù)，參考我國過去那些年的發(fā)展，我們都知道閉關(guān)鎖國是不明智的選擇。在學(xué)習(xí)國外先進的技術(shù)之外，我們應(yīng)該取之精華，棄其糟粕，彌補我們技術(shù)上的不足，在全國范圍內(nèi)推廣使用全自動洗車機，讓更多的人們得益于先進的技術(shù)。1.3PLC控制的自動洗車機特點1.可靠性好、抗干擾能力強在新型電子設(shè)備中加入PLC的元素，無疑是一種新穎的技術(shù)，評斷一個設(shè)備的好壞，最重要的就是看它的可靠性是否達到我們所要求的。在自動洗車機中的電路中我們加入PLC控制的核心系統(tǒng)，不僅提高了我們洗車的效率、更加提高了我們洗車的質(zhì)量，它可以精準的對汽車的每一個地方進行清洗，且在我們設(shè)計的系統(tǒng)中添加了抗干擾器件，洗車機在工作時不會受到外界的干擾，使其可靠性更上一層樓。如果我們想將一個完整的洗車系統(tǒng)應(yīng)用于其他的系統(tǒng)上，我們只需將編好的程序復(fù)制過去，并將其電路圖重新連接就好，此程序中的電路圖比較簡單、接線少、不容易出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象。在洗車機工作的過程中，顯示器段會顯示工作的狀態(tài)，如果洗車機在洗車的過程中出現(xiàn)意外情況，我們會在顯示器上看到這個信息，操作人員可以及時停止洗車工作，減少造成一些不必要的錯誤。2.功能齊全、運用廣泛、適用性強全自動洗車機系統(tǒng)中的核心是PLC，PLC技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很多年，因此到目前為止它的技術(shù)是已經(jīng)十分成熟，其種類也達到了幾十種那么多，各個行業(yè)都開始將這一技術(shù)運用到實際當(dāng)中去。雖然PLC系統(tǒng)我們是看不到的，但是在我們身邊運用它的設(shè)備確實很多，比如運用于我們常見的電梯、智能控水系統(tǒng)、電氣自動化設(shè)備、交通燈、機械手、信息管理系統(tǒng)中等。隨著人們使用要求的嚴格和需求的增加，PLC的技術(shù)也在不斷發(fā)展中進行完善，可以精準判斷物體的位置和變化。PLC可以應(yīng)用在很多場合當(dāng)中，而且在使用時不必再進行重新設(shè)計，是一個通用型的系統(tǒng)，這就增大了其適用性和方便性。3.容易學(xué)習(xí)和使用PLC是用編程語言實現(xiàn)對其的控制，提起編程語言，我們常人都會覺得很難，很復(fù)雜很抽象學(xué)不會，但其實這里的編程語言并不像我們常聽說的C語言那樣復(fù)雜，PLC從另外一個角度來說它其實是一種設(shè)備，只是這個設(shè)備里面有一些不同于我們漢語的語言。PLC編程相對于C語言來說比較簡單，我們只要掌握基本的語句和意思就可以對其進行編寫程序和修改程序，它特別容易理解和學(xué)習(xí)，不需要耗費大量的時間，因此即便是這個行業(yè)的新人，也可以通過學(xué)習(xí)很快的學(xué)會并應(yīng)用PLC編程語言。維修方便PLC控制系統(tǒng)最方便的地方就在于它維修比較方便，我們一個設(shè)備完成投入使用后，在使用的過程中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，這些問題如果我們可以用最少的時間、最簡便的方法解決，那說明我們這套系統(tǒng)的設(shè)計是成功的。我們知道一個控制系統(tǒng)牽涉到很多電路的接線，傳統(tǒng)的接線方式比較繁瑣且復(fù)雜，而在PLC控制系統(tǒng)中，我們應(yīng)用的是先進的邏輯存儲方式，這種存儲方式減少了線路的連接和使用，節(jié)省了大量的設(shè)計時間和創(chuàng)建時間。如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，我們只需對邏輯存儲程序進行修改即可，而且我們也可以通過修改程序完成不同的動作指令。系統(tǒng)控制方案2.1系統(tǒng)控制要求自動洗車機控制系統(tǒng)所設(shè)定的程序動作以左右循環(huán)運動為主，上下運動作為輔助，同時，在上下左右運動的過程中，還會有周期性的其他動作，比如噴水、噴灑清潔劑、吹干等動作來完成整個洗車的過程。在洗車過程中，可能會由于某些原因?qū)е孪到y(tǒng)停止工作，這時候系統(tǒng)中設(shè)定的有復(fù)位功能，我們只需在電腦端手動將其復(fù)位即可，再次啟動洗車技術(shù)也會重新開始動作。本論文所設(shè)計的系統(tǒng)有5個左右循環(huán)運動，這5個循環(huán)運動每次都先從左到右，再從右到左實現(xiàn)一個循環(huán)，且每次循環(huán)伴有其他不同的動作。洗車機在第1個左右運動中，向右運動的過程中，會有噴水的動作，當(dāng)?shù)竭_右極限時洗車機會自動掉頭向左運動直到碰到左極限開關(guān)，同時也會有噴水的動作。第2個左右運動過程向右移動時，噴水停止，開始執(zhí)行刷子動作和清潔劑噴灑，到達右極限后開始左移，刷子動作和清潔劑噴灑繼續(xù)執(zhí)行一次，直到到達左極限。第3個左右運動過程，停止噴灑清潔劑，主要的動作是刷子動作，洗車機運動5秒，刷子運動5秒，直到達到右極限再回到左極限停止刷子動作。第4次左右移動過程中，主要是清洗功能，從左到右和從右到左的過程中，會一直噴水，同時刷子也會每隔3秒運動5秒一直重復(fù)動作。第5次左右移動過程主要是吹干功能，依然是從左到右，再從右到左，這個過程中風(fēng)機會一直處于啟動狀態(tài)，將車子風(fēng)干，等回到左極限時，整個系統(tǒng)停止運行，洗車動作全部完成。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從上圖我們看出，本論文所設(shè)計的系統(tǒng)由輸入模塊，輸出模塊和控制模塊三部分組成。輸入模塊為：啟動按鈕，右限位開關(guān)，左限位開關(guān)和復(fù)位按鈕；輸出模塊為：洗車機，風(fēng)扇，刷子，清潔劑，運行顯示燈等。控制模塊為PLC控制器。硬件部分設(shè)計3.1PLC介紹以及選型3.1.1PLC簡介PLC，叫做可編程控制器，它是隨著計算機的發(fā)展而新興起來的一種新技術(shù)。PLC的出現(xiàn)是為了滿足人們不同的要求，替人們完成不同的動作，特別是一些高危險動作人們難以完成或者操作復(fù)雜繁瑣的一些動作。以PLC為基礎(chǔ)的設(shè)備大都具有反應(yīng)靈敏、可操作性強、可靠性高的特點，這也是受到市場歡迎的原因。PLC主要由輸入部分、輸出部分、編程部分、信息處理部分組成，它的用戶程序可以通過編程語言隨意進行修改，其方便性是不言而喻的。PLC以其獨特的優(yōu)勢應(yīng)用于各個行業(yè)，應(yīng)用于不同的控制系統(tǒng)中，其他的設(shè)備都相繼模仿其優(yōu)勢，可是在實現(xiàn)功能這塊卻只能望其項背。3.1.2PLC的發(fā)展PLC發(fā)現(xiàn)迅速，在短短幾十年的時間里就取得了很大的進步，這得益于計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和編程語言的發(fā)展。PLC隨著發(fā)展的進步，它本身的優(yōu)勢也越來越突出，具有適用性強、容錯率低、處理速度快、反應(yīng)靈敏等一些特點。為了讓PLC適用于更多地行業(yè)，它仍在不斷發(fā)展中，目前開始廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。雖然問世時間并不長，但PLC無論在國內(nèi)還是在國外，發(fā)展都相當(dāng)?shù)难该?，有強大的生命力和高速的增長模式，成為當(dāng)今占據(jù)第一位的自動化裝置。1.國外PLC發(fā)展狀況PLC最早問世于美國，就算是到了現(xiàn)在，美國的PLC技術(shù)也處于國際領(lǐng)先地位。自從40年代第一臺編程控制機器的出現(xiàn)，日本、德國、意大利等國家開始陸續(xù)引入此技術(shù)。經(jīng)過近八十的發(fā)展，國外有幾百家產(chǎn)商在生產(chǎn)PLC技術(shù)，種類更是高達一千種。PLC在全世界的銷售量逐年增加，品種也越來越低，重要的是價錢越來越低，讓普通老百姓都可以消費得起。在上千種PLC類型中，主要的還是美國、日本、歐洲的產(chǎn)品，它們的產(chǎn)品供往各國各地。其中比較著名的廠家主要有德國的西門子，美國的AB，韓國的三星，日本的三菱、松下等等。這幾個著名的品牌幾乎在世界各個角落都可以看到，自然而然也形成了巨大的競爭。美國和歐洲的PLC產(chǎn)品主要應(yīng)用于大型、中型PLC領(lǐng)域中，而日本、韓國的PLC產(chǎn)品則在小型PLC領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，而其他國家生產(chǎn)的PLC主要供自己國家小范圍內(nèi)的使用。2.國內(nèi)PLC發(fā)展狀況我國目前的工業(yè)自動化技術(shù)普遍比較落后，PLC技術(shù)同發(fā)達國家相比較，遠落后于發(fā)達國家，現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的PLC產(chǎn)品絕大部分是國外產(chǎn)品，如西門子、三菱、歐姆龍，是中國工業(yè)市場上的傳統(tǒng)供應(yīng)商。國產(chǎn)PLC產(chǎn)品在整個工業(yè)市場中只占據(jù)很小的份額，沒有名牌產(chǎn)品和集中化的生產(chǎn)鏈，無法形成系統(tǒng)化、專業(yè)化的工業(yè)規(guī)模，這對我國的經(jīng)濟發(fā)展是極其不利的。為了改善我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)和追趕發(fā)達國家，我們國家研究者們不辭辛苦，逐漸拉小了我國同國外的差距。國內(nèi)市場對PLC產(chǎn)品需求量大，為PLC業(yè)務(wù)發(fā)展提供了絕佳的機會。尤其在應(yīng)用方面，引進了大量的PLC產(chǎn)品，并且在我國自己生產(chǎn)制造的設(shè)備上采用了PLC控制。另外，應(yīng)用PLC對老設(shè)備進行改造，不僅可以節(jié)約成本，也對產(chǎn)品進行了升級。3.1.3PLC的工作原理PLC的工作原理可以大致分為三個過程:輸入相關(guān)信息、用戶根據(jù)輸入信息執(zhí)行程序和輸出更新。一旦這三個過程完成，PLC會進入下一個程序，所以這三個程序被稱為一個運行周期，若沒有其他可執(zhí)行的程序，PLC會一直重復(fù)執(zhí)行之前所設(shè)定的程序。3.1.4PLC的型號選擇PLC型號的選擇，需要滿足一些基本的要求和功能:安全可靠、維修方便、性價比高。本論文設(shè)計的自動洗車控制系統(tǒng)中使用的PLC控制系統(tǒng)是比較簡單的，因為時間和實驗條件的限制，我們選擇小型的PLC即可。三菱FX2N型號PLC比較合適，該控制系統(tǒng)電路圖簡單，操縱性強，編程容易入手，因此作為本次畢業(yè)設(shè)計的PLC控制器。3.2水泵的選擇因洗車間隔時間為3min左右，水泵需頻繁啟動，而且要求水泵啟動后立即出水,因此需要對水泵進行變頻控制?自動洗車裝置正常運行時無需人工操作，自動啟停，要求水泵可以方便的進行自動控制?水泵在設(shè)計時，主要有以下幾點要求:1.水泵長時間接觸水，耐磨性要比較好，不易腐蝕；2.水泵的安裝位置比較特殊，需具有吸附功能；3.水泵的自動控制能力比較好，適配性比較高。3.3接觸器接觸器在整個系統(tǒng)中的設(shè)計至關(guān)重要，接觸器如果出現(xiàn)問題，系統(tǒng)就不再是一個完整的系統(tǒng)，就像線路斷了一樣，就會停止工作。接觸器斷開時系統(tǒng)停止工作，閉合時系統(tǒng)正常工作，作用就像是開關(guān)一樣。接觸器在系統(tǒng)中還有另外一個作用，就是保護電路瞬時出現(xiàn)的欠壓問題。在系統(tǒng)中還有線圈和輔助觸點的作用，它們可以控制電路的某部分支路。因此，在選擇接觸器的時候我們應(yīng)該考慮它的接觸電壓，額定電流和觸點數(shù)量。施耐德CJX2(LC1)接觸器具有很多良好的特性，1.它的電壓或者電流使用范圍比較廣，電壓可以從普通的家庭電壓到660V。2.接觸器零部件質(zhì)量較好，耐腐蝕性好，可用于頻道啟動關(guān)閉的系統(tǒng)中，可以更好的控制交流電動機。3.這種接觸器適配性強，它可以和其他部件結(jié)合組裝成機械聯(lián)鎖機構(gòu)、延時接觸器或者星三角啟動器等等。因此，經(jīng)過篩選和對比，本論文的設(shè)計選擇了LC1－D18交流接觸器。該規(guī)格交流接觸器的其主要參數(shù)如下:額定絕緣電壓Ur:690V約定發(fā)熱電流Ith:32A外形尺寸:76X47X87圖3.1接觸器3.4電動機的選擇在電路中，本論文中所選用的電動機是三相異步電動機Y100L2－4，它具有噪音小、啟動功率大、可靠性高、壽命長、節(jié)能等優(yōu)點。它采用的是"Y"接法，功率為3000W，轉(zhuǎn)速是1600r/min，安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標準，如圖3.2所示。圖3.2三相異步電動機Y100L2-43.5系統(tǒng)主接線圖圖3.3系統(tǒng)主接線圖3.6系統(tǒng)I/O表表3.1系統(tǒng)I/O表輸入輸出X0啟動Y0右移X1右限位Y1左移X2左限位Y2噴水X3復(fù)位Y3刷洗Y4清潔劑Y5風(fēng)扇3.7系統(tǒng)接線圖圖3.4PLC接線圖軟件部分設(shè)計4.1系統(tǒng)流程圖圖4.1系統(tǒng)流程圖根據(jù)系統(tǒng)流程圖，系統(tǒng)分為五部分，第一部分為第一次洗車動作：首先右移，同時噴水和刷洗，然后左移進行同樣動作。第二部分為第二次洗車動作：首先右移，同時刷洗和噴灑清潔劑。第三部分為第三次洗車動作：首先右移，然后進行刷洗動作，然后左移繼續(xù)刷洗。第四部分為第四次洗車動作：首先右移，同時噴水和刷洗，然后左移同時噴水和刷洗。第五部分為第五次洗車動作：首先右移風(fēng)扇工作后再左移工作，第五個動作完成后系統(tǒng)停止運行。4.2梯形圖設(shè)計梯形圖是用編程語言編寫的一種簡單的圖形，這種梯形圖類似于我們的電路圖，具有直觀明了、簡單易懂的特點，因此梯形圖在控制系統(tǒng)中得到了很廣泛的應(yīng)用。梯形圖雖然是用編程語言編寫的，但它很容易看懂，即使是沒有基礎(chǔ)的技術(shù)人員，再者，梯形圖特別適合使用在開關(guān)量邏輯控制系統(tǒng)中。本論文所選用的是以PLC為核心處理器的控制系統(tǒng)，它將新的電子技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器結(jié)合來實現(xiàn)編程的控制。在PLC控制系統(tǒng)中，每一個元器件都有自己特定的名字，很容易讓人們記住。比如我們常說的繼電器、接觸器、傳感器等等，它們在PLC控制系統(tǒng)中都有體現(xiàn)，雖然它們并不是真正的元器件，但它們在控制系統(tǒng)中和這些器件的作用是一模一樣的。對于開關(guān)量輸入的選擇時是比較簡單的，我們常用的家庭電路是220V電壓，在這里當(dāng)然也是可以用的，這種電壓提供的電路可以和其他電子元件相連接，比較方便。還有一種就是交流24V電壓，這種輸入方式適用于那些油霧、灰塵比較嚴重的情況下，在這種情況下交流輸入觸點的接觸較為可靠。開關(guān)量的輸入簡單，輸出也是很簡單的，開關(guān)量的輸出主要有三種：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。下面對這三種不同的開關(guān)量輸出做簡單的描述，從經(jīng)濟角度考慮，繼電器輸出是最便宜的，我們常用的也比較多，在本論文也選擇繼電器輸出的方式。從輸入方式來說，繼電器可以接受交流電壓的輸入也可以接受直流電壓的輸入，而晶閘管只能接受前者輸入方式，晶體管只能接受后者輸入方式。從接觸方式來說，繼電器是直接接觸的，其余兩種是非接觸式的系統(tǒng)，也因為這樣，繼電器由于接受頻繁的接觸和沖擊，使它的壽命比較短，可靠性差，本論文系統(tǒng)所需要的功能比較少，考慮到晶閘管和晶體管比較貴，所以我們選用繼電器輸出方式。梯形圖存在一個邏輯計算，這個計算需要根據(jù)梯形圖中各個觸點的狀態(tài)，根據(jù)特定的邏輯運算求出相應(yīng)編程元件的狀態(tài)。這個邏輯運算的順序是從左到右，從上到下的，符合人們的計算習(xí)慣，同時前面計算出來的結(jié)果可以被后面的計算步驟再利用。由于本系統(tǒng)程序量較大，無法對每組程序進行一一說明，下面對一些基礎(chǔ)程序進行說明，詳細程序見附錄。圖4.2啟動程序此程序為系統(tǒng)的啟動程序，X000為啟動按鈕，X003為復(fù)位按鈕，M0為運行標志位。當(dāng)X000點動得電，M0得電自鎖，系統(tǒng)開始運行。圖4.3第一次洗車程序此程序為第一次洗車的程序，當(dāng)X000得電后，自動洗車機開始進行第一次左右循環(huán)動作，當(dāng)洗車機運行到右限位開關(guān)處，X001得電，X001常閉斷開，洗車機開始左移。程序中的M1-M6為右移，左移，噴水等的標志位，通過位存儲器可以避免雙線圈問題。圖4.3第二次右移程序本程序是洗車系統(tǒng)的第二次洗車程序。第三次右移時，開始噴灑清潔劑，同時進行刷洗。因為本系統(tǒng)只有兩個限位開關(guān)，為了避免每次都進行相關(guān)的動作，對五次洗車需要按順序進行區(qū)分。在程序中通過計數(shù)器來對每次洗車機移動進行計數(shù)。每次洗車機移動時進行的動作都不同，根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)來啟動不同的動作。4.3組態(tài)設(shè)計組態(tài)界面也可以稱為人機界面，它主要通過顯示器來進行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，方便操作人員了解系統(tǒng)運行的狀態(tài)。組態(tài)的發(fā)展也是隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展的，在早些年前的手工業(yè)時代，人們都是憑借日常積累的經(jīng)驗來判斷和控制手工業(yè)。到了60年代，我國的企業(yè)開始實現(xiàn)自動化，我們不需要通過人的觀察或者經(jīng)驗判斷機器運行的狀態(tài)，我們的機器連接著顯示器或者電腦，機器的運行狀態(tài)會在顯示屏幕上顯示，告訴工人機器的運行狀態(tài)達到了哪一個階段。80年代，我國的計算機發(fā)展進入成熟階段，進而計算機控制系統(tǒng)也開始進入一個全新的狀態(tài)。大多數(shù)工廠都開始采用氣動結(jié)合的方式對整個系統(tǒng)進行控制，甚至通過編程語言我們可以實現(xiàn)對整個操作流程的控制和使用。世界上第一臺組態(tài)軟件是美國公司W(wǎng)onderware開發(fā)的，隨后發(fā)展的組態(tài)軟件都是以這個為基礎(chǔ)改進設(shè)計開發(fā)的。當(dāng)前的組態(tài)軟件有國外的InTouch、Ifix、Wincc、RSView32、TraceMode，國內(nèi)的組態(tài)王、力控、MCGS、開物、易控、杰控、世紀星及紫金橋組態(tài)軟件等。組態(tài)軟件的功能（1）組態(tài)軟件有其獨特的界面，內(nèi)部系統(tǒng)可以收到其他系統(tǒng)發(fā)過來的信息，了解工業(yè)現(xiàn)場的狀況，并根據(jù)實時情況對現(xiàn)場進行調(diào)整。（2）組態(tài)界面可以提供簡單明了的圖片或者動畫給操作人員提供所需要的信息。（3）組態(tài)軟件最大的優(yōu)勢是信息及時，若現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況，它可以將其報給工作人員，使工作人員可以更快地作出應(yīng)對策略，保證現(xiàn)場的安全。（4）組態(tài)軟件可以自動把收集到的數(shù)據(jù)進行整理，做成表格發(fā)給工作人員。（5）組態(tài)軟件可以將不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)系和整合在一起。（6）組態(tài)軟件還可以實現(xiàn)區(qū)域的劃分，設(shè)定不同的程序通過網(wǎng)絡(luò)分別實現(xiàn)不同部分的監(jiān)控，完成了更加復(fù)雜的遠程監(jiān)控。組態(tài)軟件的優(yōu)點（1）功能強大；（2）簡單易學(xué)；（3）擴展性好；（4）實時多任務(wù)。本次系統(tǒng)的組態(tài)界面開發(fā)選擇的組態(tài)軟件為GTdesigner3,在GTdesigner3中對自動洗車系統(tǒng)的運行進行圖形化設(shè)計。圖4.4GTDesigner3工具欄在圖4.4中是GTDesigner3的工具欄和畫面編輯欄。工具欄在軟件的左側(cè)，通過工具欄選擇界面的基本按鈕和指示燈等元素，在畫面編輯欄中對畫面的基本屬性進行設(shè)置。圖4.5界面編輯此界面為組態(tài)界面的開發(fā)處，通過系統(tǒng)的控制邏輯和系統(tǒng)的要素。在此界面上對系統(tǒng)的組態(tài)界面進行開發(fā)，將按鈕，指示燈和文本等元素在此界面進行合理排布。圖4.6按鈕變量編輯此界面為按鈕的變量編輯，可以對按鈕的背景色，按鈕的文本等進行修改。同時可以設(shè)置按鈕連接的變量，此處按鈕的連接變量需要和按鈕的功能相對應(yīng)。按鈕可以設(shè)置為點動，置位等不同的形式。圖4.7指示燈變量編輯系統(tǒng)仿真前面已經(jīng)完成了對系統(tǒng)的設(shè)計，接下來需要對設(shè)計的系統(tǒng)進行檢驗，看它是否達到本論文設(shè)計的要求。但由于實驗條件的限制，只能采用仿真的形式對其進行校驗，本次采用的仿真軟件是GTsimulator3，通過GXwork2和GTdesigner3連接在GTsimulator3中對系統(tǒng)進行仿真，具體步驟如下：在GXwork2中模擬調(diào)試中啟動仿真；將已經(jīng)編寫好的程序下載到模擬PLC中；打開GTsimulator3的界面，設(shè)置仿真器型號和組態(tài)型號；在GTsimulator3打開相應(yīng)的組態(tài)界面文件，在HMI界面中進行相關(guān)操作；檢查程序是否成功運行，HMI界面中的相關(guān)狀態(tài)顯示是否正確；圖5.1GTsimulator3啟動圖5.2仿真組態(tài)界面通過仿真可以減少硬件調(diào)試的問題，可以檢驗系統(tǒng)的正確性。本次仿真中打開GXwork2中的程序進行模擬調(diào)試，同時在GTsimulator3中對系統(tǒng)進行控制和監(jiān)控。如圖5.2中的仿真組態(tài)界面，在界面中有系統(tǒng)的控制按鈕和狀態(tài)指示燈，點擊啟動按鈕，系統(tǒng)開始運行，由于本次是模擬仿真，并沒有實際物理信號輸入，對于限位開關(guān)采取的是手動輸入，通過按鈕來模擬限位開關(guān)的動作。在界面的右側(cè)是洗車系統(tǒng)的狀態(tài)顯示指示燈，洗車系統(tǒng)運行不同的動作時，對應(yīng)的指示燈會亮起，也可以檢驗系統(tǒng)的正確性，通過本次仿真很好的檢驗了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和正確性。結(jié)論此次設(shè)計采用了通用的PLC技術(shù)以達到對洗車機的各項復(fù)雜動作的控制，以準確的軟件設(shè)計，設(shè)備型號的選擇和精準的參數(shù)設(shè)定，確保了洗車機的高精準度，還可以達到操作流程簡單，動作精確的效果，并具有良好的穩(wěn)定性，提高電能的利用率。最為人性化的設(shè)計在于機器的運行方式為全自動，有效的提升了洗車的工作效率，告別了傳統(tǒng)操作方式的高強度作業(yè)，更為人性合理。目前我國的公共交通事業(yè)飛速發(fā)展，以及私家車的擁有量的日益龐大，這種采用高新技術(shù)PLC的全自動洗車機，必然會有極其廣闊的市場前景，一定會革新該行業(yè)的經(jīng)營模式，給洗車行業(yè)帶來較大的利益。認真做過畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)就會發(fā)現(xiàn)其實這是一個非常難得而又非常有趣的一段經(jīng)歷，將理論與實際相結(jié)合，動手動腦樂在其中。從開始拿到畢業(yè)設(shè)計的題目到現(xiàn)在論文的完成，我通過查閱文獻，自己設(shè)計出了一套完整的全自動洗車機控制系統(tǒng)，從大的設(shè)計方案到小的每一個元器件的選擇，我對硬件設(shè)施和軟件設(shè)計都有了更詳細的了解，對簡單的編程語言也有了一定的基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，我更加明白實踐的重要性。在撰寫論文的過程中出現(xiàn)了很多問題，不得不反復(fù)的查閱相關(guān)資料、修改程序、進行試驗，直到解決問題。此次設(shè)計中，我主要用了CAD、GxWorks2、Word文檔等軟件，CAD是ComputerAidedArchitectureDesign的簡稱，常用于繪制建筑平面圖、電氣接線圖等，曾幾何時它帶來了建筑設(shè)計的革命。由于CAD軟件從一開始的二維演變到現(xiàn)在的三維軟件，所以CAD技術(shù)受到了大眾的歡迎，三維設(shè)計給各個行業(yè)帶來的巨大影響是不可忽略的，直接促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展。當(dāng)今社會我國年年都會投資幾千億元在基本建設(shè)方面，可以想象假如CAD技術(shù)能夠被全國的各個工程設(shè)計的單位都采用，投資效益就將會有一個驚人的提高。而且CAD作圖不用重復(fù)畫每個元件，也不用查找基本的構(gòu)成元件，保存一次之后，就可以重復(fù)使用，方便快捷。并且隨著近幾年來CIMS工程、CAD應(yīng)用工程等計算機輔助技術(shù)在我國許多行業(yè)的廣泛應(yīng)用，很多單位和企業(yè)的工作效率大大提升，產(chǎn)品的質(zhì)量也有了顯著的提高。如今，這些軟件有的是我國從其他國家引進的，有的則是我們自己的科研機構(gòu)以及高校和軟件公司等自主研發(fā)的，在市場上都收到了很好的反響。CAD技術(shù)在我國將會得到更廣泛的運用。本次畢業(yè)論文的撰寫，不僅在設(shè)計方面我的能力得到了提高，在論文格式規(guī)范方面我也學(xué)到了很多，每一篇論文都要規(guī)整化，要嚴格按照學(xué)校所要求的格式來進行排版，雖然是很小的事情，但正是這些小事情考驗我們的能力。畢業(yè)論文是檢驗我