PLC課程設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目: 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 20094805 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)制F09 指導(dǎo)教師： 2012年 12 月 08 日內(nèi)容摘要本文介紹自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)步驟以及可以實(shí)現(xiàn)的功能。采用S7-200系列PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗車控制，并利用STEP7-icro/MIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)。 本文自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)采用了四個(gè)輸入信號(hào)，分別為啟動(dòng)開關(guān)I0.0、右極限開關(guān)I0.1、左極限開關(guān)I0.2、原點(diǎn)復(fù)位按鈕I0.3;九個(gè)輸出信號(hào)，洗車機(jī)右移Q0.0、風(fēng)扇動(dòng)作Q0.1、刷子動(dòng)作Q0.2、洗車機(jī)左移Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、噴水Q0.5、洗車機(jī)Q0.6、啟動(dòng)燈Q0.7、復(fù)位燈Q1.0.其中洗車機(jī)右移和洗車機(jī)左移由電動(dòng)機(jī)1的正反轉(zhuǎn)控制，刷子動(dòng)作由電動(dòng)機(jī)2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經(jīng)啟動(dòng)后可自動(dòng)完成清洗后自行停止，也可手動(dòng)停止，但啟動(dòng)前必需復(fù)位。根據(jù)輸入輸出數(shù)量采用CPU224即可滿足需求。自動(dòng)洗車經(jīng)啟動(dòng)后能順序完成要求動(dòng)作，結(jié)束后自行停止，若斷電停止在得電后不會(huì)自行啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了理論上的自動(dòng)化。關(guān)鍵詞：自動(dòng)洗車；PLC控制；順序動(dòng)作目 錄第1章 引 言11.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2 要求1第2章 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想2第3章 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程33.1 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)流程圖33.2 PLC的選型及自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)I/O地址的分配73.3 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)I/O接線圖93.4 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)梯形圖103.5 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)語句表163.6 程序調(diào)試20結(jié)論28設(shè)計(jì)總結(jié)29謝辭30參考文獻(xiàn)31第1章 引 言1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2 要求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，刷子開始刷洗。 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，清潔機(jī)停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往右移3s后停止，刷子開始刷洗。6、刷子刷洗5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，右移3s后，洗車機(jī)停止，刷子又開始刷洗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，刷子開始刷洗5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移3s后停止，刷子開始刷洗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，直到噴到左極限開關(guān)后停止，然后往右移。9、洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)作將車吹干，噴到右極限開關(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。10、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 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想洗車機(jī)的主運(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)次序伴隨不同的其它動(dòng)作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等，系統(tǒng)采用互鎖線路保證系統(tǒng)按設(shè)計(jì)步驟逐步進(jìn)行。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì)，如在洗車過程中由其它原因使洗車停止在非原點(diǎn)的其它位置，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)作后自行停止，也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。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3s停止，刷子刷洗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(jī)右移及刷子刷洗由接通延時(shí)計(jì)時(shí)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(dòng)作電路斷開，刷子停止工作。此時(shí)洗車機(jī)左移，進(jìn)行和上次右移時(shí)同樣的動(dòng)作，直到碰到左極限行程開關(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)。洗車左移同時(shí)噴水刷洗繼續(xù)直到噴到左極限開關(guān)噴水刷洗停止。洗車機(jī)第五次右移，風(fēng)扇開始動(dòng)作，直到碰到右極限開關(guān)，洗車機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)作。洗車機(jī)左移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。第3章 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程N(yùn)NNN開始在原點(diǎn)?右極限？左極限？啟動(dòng)洗車右移，噴水刷洗，啟動(dòng)燈亮洗車左移，噴水刷洗繼續(xù)復(fù)位到位復(fù)位燈亮AYY洗車右移，噴水刷洗停止，噴清潔劑Y右極限？3.1 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)流程圖A洗車左移，繼續(xù)噴清潔劑洗車右移，停噴清潔劑右移3S?左極限？YY洗車停，刷子刷洗5S？YY洗車右移，刷子停3S？BNNNNNNB5S？3S？3S?5S?右極限？洗車停，刷子刷洗Y刷子停，洗車右移Y Y洗車左移Y洗車停，刷子刷洗Y洗車左移，刷子停CNNNNY 洗車停，刷子刷洗5S？刷子停，洗車左移左極限？洗車右移，噴水刷洗右極限？洗車左移，噴水刷洗繼續(xù)左極限？洗車右移，噴水刷洗停止，風(fēng)扇工作DYYYYCNNND右極限？洗車左移，風(fēng)扇繼續(xù)工作左極限？整個(gè)流程結(jié)束，啟動(dòng)燈滅結(jié)束YYNN圖 3-1 程序流程圖3.2 PLC的選型及自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)I/O地址的分配目前國內(nèi)應(yīng)用較廣的PLC有三菱、西門子等。綜合方便、安全、高效等因素本設(shè)計(jì)選用西門子PLC。本文自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)采用了五個(gè)輸入信號(hào)，分別為啟動(dòng)開關(guān)I0.0、左極限開關(guān)I0.1、右極限開關(guān)I0.2、原點(diǎn)復(fù)位按鈕I0.3、停止按鈕I0.4;八個(gè)輸出信號(hào)，洗車機(jī)左移Q0.0、洗車機(jī)右移Q0.1、刷子動(dòng)作Q0.2、噴水Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、風(fēng)扇動(dòng)作Q0.5、復(fù)位燈Q0.6、啟動(dòng)燈Q0.7.其中洗車機(jī)右移和洗車機(jī)左移由電動(dòng)機(jī)1的正反轉(zhuǎn)控制，刷子動(dòng)作由電動(dòng)機(jī)2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經(jīng)啟動(dòng)后可自動(dòng)完成清洗后自行停止，也可手動(dòng)停止，但啟動(dòng)前必需復(fù)位。根據(jù)輸入輸出數(shù)量采用EM224即可滿足需求。表2-1 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)I/O地址分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱元件名稱元件符號(hào)地址編碼輸入信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常開按鈕SB1I0.0右極限信號(hào)行程開關(guān)SQ1I0.1左極限信號(hào)行程開關(guān)SQ2I0.2原點(diǎn)復(fù)位信號(hào)常開按鈕SB2I0.3輸出信號(hào)洗車機(jī)右移接觸器KM1Q0.0風(fēng)扇動(dòng)作接觸器KM5Q0.1刷子刷洗接觸器KM2Q0.2洗車機(jī)左移接觸器KM3Q0.3噴灑清潔劑電磁閥YV1Q0.4噴水動(dòng)作電磁閥YV2Q0.5洗車機(jī)停止接觸器KM4Q0.6啟動(dòng)燈信號(hào)指示燈HL1Q0.7復(fù)位燈信號(hào)指示燈HL2Q1.03.3 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)I/O接線圖24V DCSB2圖3-2 I/O接線圖3.4 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)梯形圖ABABCCDDEE圖 3-3控制系統(tǒng)梯形圖3.5 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)語句表圖3-4 自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)語句表 3.6 程序調(diào)試 S7-200sim3.0是西班牙PLC愛好者編寫的一個(gè)PLC模擬仿真軟件。該軟件支持所有型號(hào)的S7-200系列PLC。使用S7-200sim3.0可以模擬仿真大多數(shù)PLC程序大大簡(jiǎn)化了PLC程序調(diào)試步驟，縮短了程序調(diào)試時(shí)間。S7-200sim3.0調(diào)試方法如下：1.將在Step7MicroWin中編譯正確的程序在文件菜單中導(dǎo)出為AWL文件；2.打開仿真軟件S7-200sim3.0，點(diǎn)“配置”-“CPU型號(hào)”，然后選擇CPU 222；3.點(diǎn)“程序”-“載入程序”； 4.選擇Step7MicroWin的版本；5.將先前導(dǎo)出的AWL文件打開；6.點(diǎn)“PLC”-“運(yùn)行”，開始調(diào)試程序。本程序的調(diào)試過程如下：1、載入程序圖3-5 調(diào)試圖12、輸入I0.0，輸出Q0.0、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即按下啟動(dòng)開關(guān)后，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始刷洗。圖3-6 調(diào)試圖23、 輸入I0.1，輸出Q0.2、Q0.3、Q0.5、Q0.7。即洗車機(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。圖3-7 調(diào)試圖34、輸入I0.2,輸出Q0.0、Q0.4、Q0.7。洗車機(jī)左移到左極限開關(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。圖3-8 調(diào)試圖45、 輸入I0.1，輸出Q0.3、Q0.4、Q0.7，即洗車機(jī)右移達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。圖3-9 調(diào)試圖56、 輸入I0.2，Q0.0與Q0.2交替輸出。即洗車機(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 ，右移3秒后刷子開始刷洗5秒，在右移3秒，刷洗5秒。之后到達(dá)右極限后停止，開始往左移。圖3-10 調(diào)試圖67、 輸入I0.1，Q0.3和Q0.2交替輸出。即洗車機(jī)左移3秒、刷洗5秒，繼續(xù)左移3秒，刷洗5秒，之后左移到左極限開關(guān)后停止，然后往右移。 圖3-11 調(diào)試圖78、輸入I0.2，輸出Q0.0、Q0.5、Q0.2、Q0.7。即洗車機(jī)向右移，并噴灑清水與洗刷。圖3-12 調(diào)試圖89、輸入I0.1、輸出Q0.3、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即洗車機(jī)到達(dá)有極限開關(guān)后左移，噴灑清水及刷子繼續(xù)動(dòng)作，直道碰到左極限開關(guān)后停止，然后向右移。圖3-13 調(diào)試圖910、 輸入I0.2，輸出Q0.0、Q0.1、Q0.7。即洗車機(jī)往右移風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)作將車吹干。圖3-14 調(diào)試圖1011、輸入I0.1，輸出Q0.3、Q0.1、Q0.7。即洗車機(jī)到達(dá)有極限開關(guān)后開始往左移，風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)作。圖3-15 調(diào)試圖1112、 輸入I0.2，即到達(dá)左極限開關(guān)后，洗車全部完成，啟動(dòng)燈熄滅。圖3-16 調(diào)試圖12綜上，整個(gè)調(diào)試過程準(zhǔn)確無誤，滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)論本設(shè)計(jì)自動(dòng)洗車經(jīng)啟動(dòng)后能順序完成要求動(dòng)作，結(jié)束后自行停止，若斷電停止在得電后不會(huì)自行啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了理論上的自動(dòng)化。但實(shí)際操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自動(dòng)洗車在工作中因斷電或故障停止后，必需復(fù)位后從新啟動(dòng)，這樣就會(huì)浪費(fèi)以前的大量工作，在后繼工作中需要克服改進(jìn)使自動(dòng)洗車實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)化，不僅是一直得電可以順利完成自動(dòng)清洗，即使在中途斷電后，再啟動(dòng)，仍會(huì)繼續(xù)以前的工作，這樣可以提高效率，降低成本，避免無謂的重復(fù)工作。也應(yīng)該設(shè)置手動(dòng)擋，以便針對(duì)車不同的臟的程度，?？梢赃x則性的增加某一或某些動(dòng)作。改進(jìn)方向應(yīng)向更安全、更經(jīng)濟(jì)、更可靠及更簡(jiǎn)單發(fā)展，還需繼續(xù)做大量的努力及工作。設(shè)計(jì)總結(jié)本文洗車機(jī)的主運(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)次序伴隨不同的其它動(dòng)作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。系統(tǒng)采用互鎖線路保證系統(tǒng)按設(shè)計(jì)步驟逐步進(jìn)行。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì)，如在洗車過程中由其它原因使洗車停止在非原點(diǎn)的其它位置，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)作后自行停止，也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)采用了四個(gè)輸入信號(hào)，分別為啟動(dòng)開關(guān)I0.0、右極限開關(guān)I0.1、左極限開關(guān)I0.2、原點(diǎn)復(fù)位按鈕I0.3;九個(gè)輸出信號(hào)，洗車機(jī)右移Q0.0、風(fēng)扇動(dòng)作Q0.1、刷子動(dòng)作Q0.2、洗車機(jī)左移Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、噴水Q0.5、洗車機(jī)Q0.6、啟動(dòng)燈Q0.7、復(fù)位燈Q1.0.其中洗車機(jī)右移和洗車機(jī)左移由電動(dòng)機(jī)1的正反轉(zhuǎn)控制，刷子動(dòng)作由電動(dòng)機(jī)2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經(jīng)啟動(dòng)后可自動(dòng)完成清洗后自行停止，也可手動(dòng)停止，但啟動(dòng)前必需復(fù)位。根據(jù)輸入輸出數(shù)量采用CPU224即可滿足需求。本設(shè)計(jì)自動(dòng)洗車經(jīng)啟動(dòng)后能順序完成要求動(dòng)作，結(jié)束后自行停止，若斷電停止在得電后不會(huì)自行啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了理論上的自動(dòng)化。但實(shí)際操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自動(dòng)洗車在工作中因斷電或故障停止后，必需復(fù)位后從新啟動(dòng)，這樣就會(huì)浪費(fèi)以前的大量工作，在后繼工作中需要克服改進(jìn)使自動(dòng)洗車實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)化，不僅是一直得電可以順利完成自動(dòng)清洗，即使在中途斷電后，再啟動(dòng)，仍會(huì)繼續(xù)以前的工作，這樣可以提高效率，降低成本，避免無謂的重復(fù)工作。也應(yīng)該設(shè)置手動(dòng)擋，以便針對(duì)車不同的臟的程度，?？梢赃x則性的增加某一或某些動(dòng)作。如實(shí)際操作中，若不小心觸動(dòng)行程開關(guān)，則程序就會(huì)產(chǎn)生誤操作，使程序產(chǎn)生邏輯錯(cuò)誤或者是根本無法運(yùn)行，這一點(diǎn)具有實(shí)際生產(chǎn)意義，必須加以考慮。 謝辭首先，我感謝本設(shè)計(jì)文是在王宗才老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從確定命題查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，論文寫作等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我對(duì)的感激之情是無法用言語表達(dá)的。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 王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011.