自動洗車控制系統(tǒng)設計

1、機電工程學院課程設計說明書設計題目: 自動洗車控制系統(tǒng)設計學生姓名： 學 號： 20094805 專業(yè)班級： 機制F09 指導教師： 2012年 12 月 08 日內容摘要本文介紹自動洗車控制系統(tǒng)的設計思想、設計步驟以及可以實現的功能。采用S7-200系列PLC實現自動洗車控制，并利用STEP7-icro/MIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設計。 本文自動洗車控制系統(tǒng)采用了四個輸入信號，分別為啟動開關I0.0、右極限開關I0.1、左極限開關I0.2、原點復位按鈕I0.3;九個輸出信號，洗車機右移Q0.0、風扇動作Q0.1、刷子動作Q0.2、洗車機左移Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、噴水Q0.

2、5、洗車機Q0.6、啟動燈Q0.7、復位燈Q1.0.其中洗車機右移和洗車機左移由電動機1的正反轉控制，刷子動作由電動機2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經啟動后可自動完成清洗后自行停止，也可手動停止，但啟動前必需復位。根據輸入輸出數量采用CPU224即可滿足需求。自動洗車經啟動后能順序完成要求動作，結束后自行停止，若斷電停止在得電后不會自行啟動，實現了理論上的自動化。關鍵詞：自動洗車；PLC控制；順序動作目 錄第1章 引 言11.1 設計內容11.2 要求1第2章 自動洗車控制系統(tǒng)設計思想2第3章 自動洗車控制系統(tǒng)設計流程33.1 自動洗車控制系統(tǒng)流程圖33.2 PLC的選型及自動洗車控制系

3、統(tǒng)I/O地址的分配73.3 自動洗車控制系統(tǒng)I/O接線圖93.4 自動洗車控制系統(tǒng)梯形圖103.5 自動洗車控制系統(tǒng)語句表163.6 程序調試20結論28設計總結29謝辭30參考文獻31第1章 引 言1.1 設計內容自動洗車控制系統(tǒng)設計1.2 要求1、按下啟動開關之后，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始刷洗。 2、洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移，噴水機及刷子繼續(xù)動作。 3、洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，噴水機及刷子停止動作，清潔劑設備開始動作噴灑清潔劑。 4、洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。 5、洗車機左移到達左極限開關后，開始往右移，清潔機

4、停止噴灑，當洗車機往右移3s后停止，刷子開始刷洗。6、刷子刷洗5s后停止，洗車機繼續(xù)往右移，右移3s后，洗車機停止，刷子又開始刷洗5s后停止，洗車機繼續(xù)往右移，到達右極限開關停止，然后往左移。7、洗車機往左移3s后停止，刷子開始刷洗5s后停止，洗車機繼續(xù)往左移3s后停止，刷子開始刷洗5s后停止，洗車機繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開關后停止，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，當碰到右極限開關時，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，直到噴到左極限開關后停止，然后往右移。9、洗車機往右移，風扇設備動作將車吹干，噴到右極限開關時，洗車機停止并往左移，風扇

5、繼續(xù)吹干動作，直到碰到左極限開關，則洗車整個流程完成，啟動燈熄滅。10、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位，將洗車機復位到原點，才能做洗車全流程的動作，其動作就是按下復位按鈕，則洗車機的右移、噴水、洗刷、風扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機往左移，當洗車機到達左極限開關時，原點復位燈亮起，表示洗車機完成復位動作。第2章 自動洗車控制系統(tǒng)設計思想洗車機的主運動是左右循環(huán)運動由左右行程開關控制，同時不同循環(huán)次序伴隨不同的其它動作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風扇吹干動作等，系統(tǒng)采用互鎖線路保證系統(tǒng)按設計步驟逐步進行。系統(tǒng)還采用了復位設計，如在洗車過程中由其它原因使洗車停止在

6、非原點的其它位置，則需要手動對其進行復位，到位時復位燈亮，此時才可以啟動，否則啟動無效，洗車機經啟動后可自動完成洗車動作后自行停止，也可在需要時手動停止。洗車機第一次右移時有噴水及刷洗動作，到達右極限使右極限開關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。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動作，洗車機左移清潔劑繼續(xù)噴灑，直到使左極限開關動作。洗車機第三次右移時，洗車機右移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，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后通過互鎖

7、使刷子動作電路斷開，刷子停止工作。此時洗車機左移，進行和上次右移時同樣的動作，直到碰到左極限行程開關。洗車機第四次右移，噴灑清水及刷子動作，直到碰到右極限開關。洗車左移同時噴水刷洗繼續(xù)直到噴到左極限開關噴水刷洗停止。洗車機第五次右移，風扇開始動作，直到碰到右極限開關，洗車機左移風扇繼續(xù)動作。洗車機左移直到碰到左極限開關，控制整個設備停止，洗車機完成洗車。第3章 自動洗車控制系統(tǒng)設計流程NNNN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)復位到位復位燈亮AYY洗車右移，噴水刷洗停止，噴清潔劑Y右極限？3.1 自動洗車控制系統(tǒng)流程圖A洗車左移，繼續(xù)噴清潔劑洗車

8、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，風扇工作DYYYYCNNND右極限？洗車左移，風扇繼續(xù)工作左極限？整個流程結束，啟動燈滅結束YYNN圖 3-1 程序流程圖3.2 PLC的選型及自動洗車控制系統(tǒng)I/O地址的分配目前國內應用較廣的PLC有三菱、西門子等。綜合方便、安全、高效等因

9、素本設計選用西門子PLC。本文自動洗車控制系統(tǒng)采用了五個輸入信號，分別為啟動開關I0.0、左極限開關I0.1、右極限開關I0.2、原點復位按鈕I0.3、停止按鈕I0.4;八個輸出信號，洗車機左移Q0.0、洗車機右移Q0.1、刷子動作Q0.2、噴水Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、風扇動作Q0.5、復位燈Q0.6、啟動燈Q0.7.其中洗車機右移和洗車機左移由電動機1的正反轉控制，刷子動作由電動機2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經啟動后可自動完成清洗后自行停止，也可手動停止，但啟動前必需復位。根據輸入輸出數量采用EM224即可滿足需求。表2-1 自動洗車控制系統(tǒng)I/O地址分配表控制信號信號名稱元件

10、名稱元件符號地址編碼輸入信號啟動信號常開按鈕SB1I0.0右極限信號行程開關SQ1I0.1左極限信號行程開關SQ2I0.2原點復位信號常開按鈕SB2I0.3輸出信號洗車機右移接觸器KM1Q0.0風扇動作接觸器KM5Q0.1刷子刷洗接觸器KM2Q0.2洗車機左移接觸器KM3Q0.3噴灑清潔劑電磁閥YV1Q0.4噴水動作電磁閥YV2Q0.5洗車機停止接觸器KM4Q0.6啟動燈信號指示燈HL1Q0.7復位燈信號指示燈HL2Q1.03.3 自動洗車控制系統(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 自動洗車控制系

11、統(tǒng)語句表圖3-4 自動洗車控制系統(tǒng)語句表 3.6 程序調試 S7-200sim3.0是西班牙PLC愛好者編寫的一個PLC模擬仿真軟件。該軟件支持所有型號的S7-200系列PLC。使用S7-200sim3.0可以模擬仿真大多數PLC程序大大簡化了PLC程序調試步驟，縮短了程序調試時間。S7-200sim3.0調試方法如下 ： 1.將在Step 7 MicroWin中編譯正確的程序在文件菜單中導出為AWL文件； 2.打開仿真軟件S7-200sim3.0，點“配置”-“CPU 型號”，然后選擇CPU 222；3.點“程序”-“載入程序”；

12、4.選擇Step 7 MicroWin的版本； 5.將先前導出的AWL文件打開；6.點“PLC”-“運行”，開始調試程序。本程序的調試過程如下：1、載入程序圖3-5 調試圖12、輸入I0.0，輸出Q0.0、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即按下啟動開關后，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始刷洗。圖3-6 調試圖23、 輸入I0.1，輸出Q0.2、Q0.3、Q0.5、Q0.7。即洗車機右移到達右極限開關后，開始往左移，噴水機及刷子繼續(xù)動作。圖3-7 調試圖34、輸入I0.2,輸出Q0.0、Q0.4、Q0.7。洗車機左移到左極限開關后，開始往右移，噴水機及刷子

13、停止動作，清潔劑設備開始動作，噴灑清潔劑。圖3-8 調試圖45、 輸入I0.1，輸出Q0.3、Q0.4、Q0.7，即洗車機右移達右極限開關后，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。圖3-9 調試圖56、 輸入I0.2，Q0.0與Q0.2交替輸出。即洗車機左移到達左極限開關后，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。之后到達右極限后停止，開始往左移。圖3-10 調試圖67、 輸入I0.1，Q0.3和Q0.2交替輸出。即洗車機左移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后停止，然后往右移。 圖3-11 調試圖78、輸入I0.2，輸出Q0.0、Q0.

14、5、Q0.2、Q0.7。即洗車機向右移，并噴灑清水與洗刷。圖3-12 調試圖89、輸入I0.1、輸出Q0.3、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即洗車機到達有極限開關后左移，噴灑清水及刷子繼續(xù)動作，直道碰到左極限開關后停止，然后向右移。圖3-13 調試圖910、 輸入I0.2，輸出Q0.0、Q0.1、Q0.7。即洗車機往右移風扇設備動作將車吹干。圖3-14 調試圖1011、輸入I0.1，輸出Q0.3、Q0.1、Q0.7。即洗車機到達有極限開關后開始往左移，風扇繼續(xù)動作。圖3-15 調試圖1112、 輸入I0.2，即到達左極限開關后，洗車全部完成，啟動燈熄滅。圖3-16 調試圖12綜上，整個調試過程

15、準確無誤，滿足設計要求。結論本設計自動洗車經啟動后能順序完成要求動作，結束后自行停止，若斷電停止在得電后不會自行啟動，實現了理論上的自動化。但實際操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自動洗車在工作中因斷電或故障停止后，必需復位后從新啟動，這樣就會浪費以前的大量工作，在后繼工作中需要克服改進使自動洗車實現真正意義的自動化，不僅是一直得電可以順利完成自動清洗，即使在中途斷電后，再啟動，仍會繼續(xù)以前的工作，這樣可以提高效率，降低成本，避免無謂的重復工作。也應該設置手動擋，以便針對車不同的臟的程度，。可以選則性的增加某一或某些動作。改進方向應向更安全、更經濟、更可靠及更簡單發(fā)展，還需繼續(xù)做大量的努

16、力及工作。設計總結本文洗車機的主運動是左右循環(huán)運動由左右行程開關控制，同時不同循環(huán)次序伴隨不同的其它動作，如噴水、刷洗、噴灑清潔劑及風扇吹干動作等。系統(tǒng)采用互鎖線路保證系統(tǒng)按設計步驟逐步進行。系統(tǒng)還采用了復位設計，如在洗車過程中由其它原因使洗車停止在非原點的其它位置，則需要手動對其進行復位，到位時復位燈亮，此時才可以啟動，否則啟動無效，洗車機經啟動后可自動完成洗車動作后自行停止，也可在需要時手動停止。自動洗車控制系統(tǒng)采用了四個輸入信號，分別為啟動開關I0.0、右極限開關I0.1、左極限開關I0.2、原點復位按鈕I0.3;九個輸出信號，洗車機右移Q0.0、風扇動作Q0.1、刷子動作Q0.2、洗車

17、機左移Q0.3、噴灑清潔劑Q0.4、噴水Q0.5、洗車機Q0.6、啟動燈Q0.7、復位燈Q1.0.其中洗車機右移和洗車機左移由電動機1的正反轉控制，刷子動作由電動機2控制，噴水及噴灑清潔劑電磁閥控制。經啟動后可自動完成清洗后自行停止，也可手動停止，但啟動前必需復位。根據輸入輸出數量采用CPU224即可滿足需求。本設計自動洗車經啟動后能順序完成要求動作，結束后自行停止，若斷電停止在得電后不會自行啟動，實現了理論上的自動化。但實際操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自動洗車在工作中因斷電或故障停止后，必需復位后從新啟動，這樣就會浪費以前的大量工作，在后繼工作中需要克服改進使自動洗車實現真正意義

18、的自動化，不僅是一直得電可以順利完成自動清洗，即使在中途斷電后，再啟動，仍會繼續(xù)以前的工作，這樣可以提高效率，降低成本，避免無謂的重復工作。也應該設置手動擋，以便針對車不同的臟的程度，?？梢赃x則性的增加某一或某些動作。如實際操作中，若不小心觸動行程開關，則程序就會產生誤操作，使程序產生邏輯錯誤或者是根本無法運行，這一點具有實際生產意義，必須加以考慮。 謝辭首先，我感謝本設計文是在王宗才老師的精心指導和大力支持下完成的。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從確定命題查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，論文寫作等整個過程中都給予了我悉心的指導。我對的感激之情是無法用言語表達的。最后感謝在大學三年半期間，傳授我知識的老師們，感謝在學習和生活上給予我?guī)椭耐瑢W們。經過兩周的學習，本次課程設計已經接近尾聲，作為一個在校學生，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，畢竟這次設計是我第一次進行電氣全面和系統(tǒng)的設計，疏漏和不足之處在所難免，可能存在許多細節(jié)未做到及時處理，請老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進步。我相信通過這次全面系統(tǒng)的設計以及在這個過程中各位老師的不斷點撥，在今后的工作中我一定會做到更好。參考文獻1 王宗才.機電傳動與控制.北京：電子工業(yè)出版社，