PLC专业课程设计自动洗车机控制方案设计.docx

自动洗车机控制设计论文

目录
摘 要 1
1 系统概述 2
1.1应用背景和意义 2
1.2中国外研究现实状况 2
1.3设计任务和要求 3
2 方案论证 4
3 硬件设计 4
3.1主电路 4
3.2I/O分配 5
3.3I/O接线图 5
3.4元器件选型 5
4 软件设计 6
4.1主步骤 6
4.2 程序 9
4.3梯形图 10
5 系统调试 13
6 结论 15
参考文件 16
致 谢 17

摘 要
可编程控制器是在继电器控制和计算机控制基础上发展而来新型工业自动控制装置。早期可编程控制器在功效上只能实现逻辑控制，所以被称为可编程逻辑控制器（Programmable  Logic  Controller），简称PLC。伴随微电子技术和微型计算机发展，微处理器用于PLC，使其不仅能够实现逻辑控制，还能够进行数字运算和处理、模拟量调整和联网通信等，所以美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（Programmable  Controller），简称PC。但多年来PC又成为个人计算机（Personal  Computer）简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控制器简称为PLC。 
伴随科技发展，洗车机也从原来人工洗车发展到了现在自动洗车，为了愈加方便人民以后洗车问题，本系统实现了完全自动化洗车不需要人参与，也使得洗车越来越轻松、方便、快捷。伴随工业控制器在人类生活中越来越广泛被应用,该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等。本装置采取中心自动化控制——可编程控制器（即PLC）来设计完成。PLC是在继电器控制和计算机控制基础上开发产品，逐步发展成以微处理器为关键，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体新型自动控制装置。本文就是针对这一情况而设计自动洗车系统。 

关键词：自动洗车系统 工作原理 PLC

1 系统概述
1.1应用背景和意义
自从19世纪第一辆汽车诞生以来，汽车行业伴随现代科技技术发展有了质飞跃，伴随时代发展，大家生活水平提升，大家对汽车需求量也逐步加大，随之而来便是汽车保养，其中汽车清洗便是不可缺乏内容。现在，中国汽车清洗由传统人工完成。对于当今社会，高科技发展实现了各行各业自动化控制，不过在汽车清洗行业，大部分仍是靠人工来完成。传统洗车业通常由人工完成，利用人力资源，对汽车进行涂抹泡沫，然后采取高压水泵，利用水泵对汽车进行冲洗，再在自然光及风等自然条件下，让清洗汽车进行自动风干。即使能够达成清洗汽车目标，但过分依靠于劳动力，操作时间长，洗车过程慢，而且浪费了大量水资源，经济性差，不适合和洗车业发展需求。现在比较大型汽车美容企业，即使实现了汽车清洗、打蜡、喷漆等自动化工程，但成本比较高，其自动控制系统不是适合小型、专门汽车清洗行业，所以，相对于中小型城市，汽车清洗业有着巨大发展潜力。怎样实现高效、高质量而且适适用于小型工厂汽车自动清洗装置，就成了汽车清洗行业发展肯定要求。所以，此次设计就是采取PLC控制，利用定时器，经过线路通断来实现汽车自动清洗步骤。它能够最大程度节省洗车人力、物力资源，而且满足不一样用户需求，同时它能够高效、正确完成洗车任务，为用户提供便利，而且极大程度节省水资源，符合现代建设节省型社会时代需要。而且此次汽车清洗自动系统结构简单，成本低，适合不一样场所需求，尤其是中小型企业。
1.2中国外研究现实状况
汽车清洗是近几年才在中国逐步发展起来新兴行业，含有资金和技术门槛低特点。因为从国家到地方，相关行业标准不是十分完备，对场地、环境保护、设备、技术、经营管理等方面全部缺乏明确要求和要求，造成本该被淘汰地洗车方法仍然在洗车市场上大行其道，而无水洗车、全白动电脑机械化洗车等优异洗下方法却在市场份额中占有很小百分比。在欧、美等发达国家，经过多年发展，科学洗车理念己深入人心，洗车市场洗车方法有全自动电脑洗车机洗车、蒸汽洗车和无水洗车，其中尤以全自动电脑洗车为主。在中国建设，美化城市，创建现代化城市发展专题中，在全社会，约水资源、保护环境、可连续发展时尚中，追求时尚、效率和环境保护已成为汽车美容服务行业关键内容和发展方向。现在，城市落后人丁洗车方法已不能适应该代化城市市容卫生雨行业发展需求，也不符合企业规模经营、专业化，规范化要求，更谈不上行业可连续发展。要想中国洗车行业健康有序地发展，当务之急，必需推广科学、环境保护、符合中国国情科学洗车方法，要新理念、新思绪和新方法来管理洗车行业，提升行业形象和竞争力。全自动电脑洗车机，顺应时代需要应运而生。它出现是向传统洗车方法挑战，必将引发洗车行业市场一场猛烈竞争和带米根本性变革。中国洗车行业要发展，必需和国际洗车业接轨，缩小和国际优异洗车行业差距，所以，推广和应用全自动洗下机势在必行。
1.3设计任务和要求
用PLC相关知识设计一个自动洗衣机控制系统，该系统需满足以下要求：
1.按下开启按钮，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。
2.洗车机右移抵达右极限开关后，开始左移，喷水及刷子继续工作。
3.洗车机左移抵达极限位置后，开始右移，喷水机及刷子停止工作，清洗机设备开始动作喷洒清洗剂。
4.洗车机右移抵达极限位置，开始左移，继续喷洒清洁剂。
5.洗车机左移抵达极限位置，开始右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始洗刷。
6.刷子洗刷5s停止，洗车机继续右移3s，刷子又开始洗刷5s停止，洗车机继续右移，抵达右极限开关后停止，然后往左移。
7.反复上面第6步，左移碰左极限开关停止。
8.洗车机往右移，风机设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机往左移，直到碰到左极限开关，反复3次动作。洗车整个过程完成。开启灯熄灭。
9.若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后心须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全步骤动作，洗衣车机往左移，当洗车机抵达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作
2 方案论证
洗车机要求有启、停止、复位功效，所以设计时需要三个输入口输入信号。如使用本方案，开启程序后，按下开启按钮，开启指示灯亮，表示自动洗车机已经开启；洗车机右移，喷水设备喷水，刷子开始洗刷；当达成右极限时，触动行程开关SQ2，洗车左移，喷水和洗刷继续；当抵达左极限时，行程开关SQ1动作，喷水和洗刷停止，洗车右移，清洗设备开始动作喷清洗剂；当抵达右极限后，洗车左移，继续喷清洗剂；再次抵达左极限后，停止喷洒清洗剂，洗车和刷子变为间续性运动（洗车运动3s停止，刷子洗刷5s，如此循环往复），直到抵达右极限，然后再以这种运动方法运动直到抵达左极限；抵达左极限后，刷子停止动作，洗车机右移，风机设备动作，抵达右极限后，洗车机左移，风机设备继续动作直到抵达左极限，如此反复3次动作后，计数器C0动作，风机停止，洗车完成，开启灯熄灭。
3 硬件设计
3.1主电路
主电路图3-1所表示。

图3-1主电路图
3.2I/O分配
I/O分配表如表3-1所表示。
表3-1 I/O分配表
输入地址号
信号名称
输入地址号
信号名称
X0
左极限开关SQ1
Y0
洗车机左移KM1
X1
右极限开关SQ1
Y1
洗车机右移KM2
X2
开启开关SB1
Y2
喷水机洒水KM3
X3
停止开关SB2
Y3
清洗剂控制KM4
X4
复位按钮SB3
Y4
刷子控制KM5

Y5
风机控制KM6

Y6
开启指示灯HL1

Y7
复位指示灯HL2

3.3I/O接线图
I/O接线图图3-2所表示。

图3-2 I/O接线图
3.4元器件选型
原器件选型如表3-2所表示。
表3-2 元器件表
序号
代号
名称
型号
数量
1
M
三相异步电动机
J02-22-4,1.5kw 1410转/分，380v，3.49安
5
2
QS
低压隔离器（空气开关）
DZ47-3P
1
3
FR
热继电器
JR36-20
5
4
CPU
PLC处理器
CPU222
1
5
KM
交流接触器
CJX2-09
6
6
SB
按钮
LAY8
2
7
SQ
行程开关
LXK2
2
8
FU
熔断器
RT16-20
3
9
L
导线

若干
10
AC
交流电源
220v
1
4 软件设计
4.1主步骤
主步骤图图4-1所表示。

图4-1 主步骤图
4.2 程序
本程序由PLC软件做出梯形图后转换而来，图4-2所表示。

图4-2 程序图
4.3梯形图
梯形图图4-3所表示。

图4-3梯形图
5 系统调试
进过数次反复调试和修改，此次设计基础满足了自动洗车机控制要求：当按下X2时，开启指示灯亮，表示洗车程序已开启，此时，试验台上表示洗车右移、喷水机喷水和刷子洗刷三个灯HL4、HL5、HL7也亮了；按下开关X1模拟洗车抵达右极限，此时，HL4熄灭，表示洗车左移灯HL3和HL5、HL7均亮；按下开关X0，模拟洗车抵达左极限，此时，HL3和HL5、HL7均熄灭，代表喷洒清洁剂灯HL6和HL4亮;按下X1，HL4灭，HL3和HL6亮；按下X0，HL3和HL6灭，HL4亮，3秒后HL4灭，HL7亮，5秒后，HL4亮，HL7灭，若不按X1,则以这两种状态交替进行下去；按下X1后，试验台上仅HL3亮，3秒后HL3灭，HL7亮，5秒后，HL3亮，HL7灭，若不按X0,则以这两种状态交替进行下去；按下X0，试验台上仅HL4和代表风机动作HL8亮;按下X1后，HL4熄灭，HL3和HL8亮；按下X1，HL4灭，HL3和 HL8亮;按下X0后，HL3熄灭，HL4和HL8亮；反复3次动作后，试验台上全部灯均熄灭。为模拟故障复位，在试验时，按下手动复位按钮X4，试验台上复位指示灯亮。模拟故障停车时，按下X3，试验台上全部灯均熄灭。

6 结论
经过近一周努力，我课程设计最终完成了。课程设计不仅是对前面所学知识一个检验，而且也是对自己能力一个提升。经过这次课程设计，我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习东西还太多，以前老是认为自己什么东西全部会，什么东西全部懂，有点眼高手低。经过这次课程设计，我才明白学习是一个长久积累过程，在以后工作、生活中全部应该不停学习，努力提升自己知识和综合素质。在设计过程中，我们发觉了很多平时不轻易发觉问题，比如，在实际操作中，若不小心触动行程开关，则程序就会产生误操作，使程序产生逻辑错误或是根本无法运行，这一点含有实际生产意义，必需加以考虑。另外，假如自动洗车在工作中因断电或故障而停止，必需复位后重新开启，这么就会浪费以前大量工作，在实际应用时我们能够设置手动挡，以提升效率，降低成本，避免无谓反复工作。
我经过查阅大量相关资料，和同学交流经验等方法，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获一样巨大。在整个设计中我知道了很多知识，为未来毕业设计打下了一定基础，也培养了我独立工作学习能力。相信这次课程设计会对以后学习、工作生活有很关键影响。这次课程设计而且大大提升了我动手能力，使我充足体会到在发明过程中探索艰苦，同时也让我尝到了成功时喜悦。即使这个设计做也不太好，不过在设计过程中所学到知识是这次课程设计最大收获，也将成为我财富，这些全部会为以后继续学习提供一个很好基础。

参考文件
1.王兆义.可编程控制器使用技术[M].北京：机械工业出版社，.
2.常晓玲.电器控制系统和可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，.
3.殷洪义.可编程控制器选择设计和维护[M].北京：机械工业出版社.
4.高钦和.可编程控制器应用技术及其设计实例[M].北京:高等教育出版..
5.阮友德.电气控制和PLC实训教程[M].北京：人民邮电出版社，.
6.史国生.电气控制和可编程控制器技术[M].北京：化学工业出版社，.

致 谢
经过一个学期PLC课程学习，在陈娜老师精心指导和教育下，我们圆满完成了对自己专业关键课PLC学习，我们花费一周左右时间完成了此次课程设计。
本此课程设计提升了我们多方面能力，包含自主学习能力，勇于探索能力和总结提升能力。同时也增强了我们勤奋艰苦精神，培养了我们团体协作意识，提升了我们总和素质。这些各个方面能力提升，成为了我们以后人生财富。同时也为我们立即到来大四毕业设计做了一次铺垫。
在此次课程设计过程中，首先要感谢陈娜老师不辞辛劳为我们课程设计做指导，当我们有问题时，陈娜老师总能认真细心地为我们解答，这么是我们碰到问题总能迎刃而解，从而顺利完成课程设计，完成PLC课程学习。其次要感谢同组同学齐心协力，在课程设计过程中每个人全部分工明确，而且在保质保量完成自己工作同时主动帮助同组其它同学，这么我们组才成为了一个团结小组。最终也要感谢本班其它同学帮助，当我们问她们问题时，她们也全部一一仔细解答。假如没有以上人员共同努力此次课程设计完成是难以想象。