課程設(shè)計(jì)09512

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題目:自動(dòng)洗車機(jī)院系名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級：F1004 學(xué)生姓名：劉世旭學(xué)號：201046820313指導(dǎo)教師： 張曉東成績：指導(dǎo)老師簽名： 日期： 目錄1、系統(tǒng)概述32、方案32.1 單片機(jī)控制32.2 可編程控制器（PLC）控制33、方案論證33.1可編程控制器（plc）33.2單片機(jī)的選擇43.3方案比較43.4 系統(tǒng)的安全可靠性44 硬件設(shè)計(jì)54.1系統(tǒng)的原理方框圖54.2 主電路54.3 I/O接線圖64.4 I/O分配74.5 元器件選型74.5.1 PLC的選擇7交流接觸器74.5.3 熔斷器的選擇84.5.4 電動(dòng)機(jī)的選擇84.5.5 行程開關(guān)的選擇

2、8按鈕的選擇9指示燈的選擇95.1 系統(tǒng)流程圖95.2 梯形圖11系統(tǒng)調(diào)試13設(shè)計(jì)心得14參考文獻(xiàn)141、系統(tǒng)概述隨著社會(huì)的發(fā)展，車輛也在不斷增多，洗車這一行業(yè)變成了一個(gè)很大的發(fā)展前景。人工洗車變得不能滿足需求，于是，市場就要求又可以自動(dòng)洗車的機(jī)器，于是我們便設(shè)計(jì)了這個(gè)自動(dòng)洗車機(jī)控制。2、方案2.1 單片機(jī)控制 單片機(jī)是由中央處理器（cpu）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O口、串行口、時(shí)序電路，和中斷系統(tǒng)組成的一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過對軟件系統(tǒng)程序的編譯可以實(shí)現(xiàn)對自動(dòng)洗車這一目的的控制，而對應(yīng)于這個(gè)自動(dòng)洗車系統(tǒng)還必須設(shè)計(jì)符合要求的單片機(jī)，比較復(fù)雜。2.2 可編程控制

3、器（PLC）控制它的控制思想是采用可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，故它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按順序依次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，其控制邏輯關(guān)系為由內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯方式。3、方案論證3.1可編程控制器（plc）FX2N系列是三菱PLCFX家族中最先進(jìn)的系列。有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強(qiáng)，可擴(kuò)展到256點(diǎn)。 產(chǎn)品特點(diǎn)1

4、.系統(tǒng)配置即固定又靈活； 2.編程簡單； 3.備有可自由選擇，豐富的品種； 4.令人放心的高性能； 5.高速運(yùn)算； 6.使用于多種特殊用途； 7 .外部機(jī)器通訊簡單化； 8.共同的外部設(shè)備。3.2單片機(jī)的選擇51系列單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)這一要求。3.3方案比較1， PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，兩者不具有可比性。 2， 單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。 3， 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則功能千差萬別，質(zhì)量參差

5、不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。 ； 4， 對單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本較高。 5，對于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣可大大簡化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就有保證。綜合上面的幾點(diǎn)，為了穩(wěn)定的、可靠的運(yùn)行，又由于自動(dòng)洗車機(jī)本身是一個(gè)比較重復(fù)的系統(tǒng)，要求維護(hù)和學(xué)習(xí)都比較簡單，抗干擾要強(qiáng)，所以選擇可編程控制來實(shí)現(xiàn)相對來說較好。3.4系統(tǒng)的安全可靠性全自動(dòng)洗車機(jī)由電腦按設(shè)計(jì)程序控制全過程的

6、操作，完全能夠避免人工操作引起的人身，設(shè)備事故。4 硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的原理方框圖圖一 系統(tǒng)的原理方框圖4.2 主電路圖二 主電路4.3 I/O接線圖圖三 I/O接線圖4.4 I/O分配I功能O功能X0左極限開關(guān)Y0洗車機(jī)左移X1右極限開關(guān)Y1洗車機(jī)右移X2啟動(dòng)Y2噴水機(jī)灑水X3復(fù)位開關(guān)Y3清洗劑控制Y4刷子控制Y5風(fēng)機(jī)控制Y6啟動(dòng)指示燈Y7復(fù)位指示燈 表一 I/O分配4.5 元器件選型4.5.1 PLC的選擇FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，

7、近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)經(jīng)過對幾家公司生產(chǎn)的PLC主要從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和對現(xiàn)場工作環(huán)境及設(shè)計(jì)資金等各個(gè)方面因素的考慮，三菱公司生產(chǎn)的PLC具有體積小，控制靈活，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可與普通電腦編程通信等。本控制系統(tǒng)選用三菱FX2N-32MR型可編程控制器。交流接觸器接觸器是一種能頻繁的接通和斷開遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大電容用電回路的自動(dòng)控制電器。接觸器的選擇主要根據(jù)電路中的電流和電壓選擇，自動(dòng)洗車機(jī)用的是交流電故應(yīng)該用交

8、流接觸器，根據(jù)電壓等級選用380V的等級的交流接觸器。CJX5系列交流接觸器適用于交流50HZ或60HZ，電壓最大至660V，電流95A至85A的電力線路中，供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐?、頻繁的起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)。 熔斷器的選擇熔斷器是一種利用金屬導(dǎo)體為熔體串聯(lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時(shí)，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐?。在電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，熔斷器不應(yīng)熔斷；在出現(xiàn)短路時(shí)，應(yīng)立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動(dòng)（如電機(jī)起動(dòng)過程）時(shí)，熔斷器不應(yīng)熔斷；在用電設(shè)備持續(xù)過載時(shí)，應(yīng)延時(shí)熔斷。熔斷器的額定電壓要大于或等于電路的額定電壓。對熔斷器的選用主要包括熔斷器類型選擇和熔體額定電流的確定。熔斷器的類型根

9、據(jù)不同的使用場合、電壓等級、保護(hù)對象和要求，有很多品種和類型。自動(dòng)洗車機(jī)的熔斷器選用RM7系列熔斷器，它是一種無填料封閉管式新系列熔斷器。用于交流電壓380V直流電壓440V，電流至600A的電力線路中。做導(dǎo)線、電纜及電力線路的過載及短路保護(hù)，取代了以前RM1，RM2，RM3，RM10系列的熔斷器，所以就選擇RM7。 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)M1，M5：JZR2，JZR2為繞線型，電動(dòng)機(jī)在下述工作條件下能正常運(yùn)轉(zhuǎn)： 經(jīng)常的快速起動(dòng)的逆轉(zhuǎn)； 經(jīng)常的機(jī)械振動(dòng)的沖擊； 經(jīng)常的電氣的機(jī)械制動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2,M3,M4：Y/Y2是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)基本系列具有高效、節(jié)能、性能好、振動(dòng)小、噪聲低、壽命

10、長、可靠性高、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。 行程開關(guān)的選擇 行程限位開關(guān)（微動(dòng)開關(guān)）主要很據(jù)其技術(shù)參數(shù)、使用環(huán)境、安裝位I和精度要求進(jìn)行選擇.1)傾定電壓:行程限位開關(guān)的觸頭電壓等級應(yīng)大于或等于線路的傾定電壓。2)傾定電流:其觸頭的傾定發(fā)熱電流應(yīng)離于 線路的最大負(fù)截電流，一般為l0A。如將行程限位開關(guān)直接用于分?jǐn)嘀骰芈?，川要求其傾定發(fā)熱電流至少大于15A.3)機(jī)杖和電氣勿命:根據(jù)行程限位開關(guān)的使用環(huán)境和操作級率(次/h).合適地選擇不同類型的開關(guān).對操作頻率比較離的場合一定要參層產(chǎn)品樣本中的有關(guān)今效。4)精度要求:重復(fù)精度是開關(guān)連續(xù)操作5-10次.開關(guān)觸頭動(dòng)作的吸大與最小行程的誤差。對于精度要

11、求特別離的場合，建議選用接近開關(guān)。5)觸頭數(shù)盆與類皿。6)傳動(dòng)與安裝方式?！辈僮髁皠?dòng)作行程與超行程。8)允許最高傳動(dòng)速度。我選用ANV的一款型號是LS-8108的行程開單組常開/常閉型，安全，可靠，經(jīng)濟(jì)，防塵及防油污小型及尺寸共通性高，安裝方便。按鈕的選擇按鈕是控制自動(dòng)洗車機(jī)開始運(yùn)作的電器。它是一種人力控制，具有儲(chǔ)能復(fù)位的功能。我選用LAY5BA33，LAY5BA44來分別控制洗車機(jī)的啟動(dòng)與復(fù)位。指示燈的選擇XB2BVM6C LED 220V/AC 藍(lán)色塑料指示燈。元件類別型號顏色數(shù)量PLCFX2N-32MR1交流接觸器CJX5黑色6熔斷器RM7白色3M1、M5JZR2/2M2、M3、M4Y

12、/Y2/3行程開關(guān)LS-8108黑色1SB2LAY5BA33綠色1RSTLAY5BA44紅色1燈XB2BVM6C紅色2表二 元器件選型5.軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)流程圖圖四 系統(tǒng)流程圖5.2 梯形圖圖五 梯形圖系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試花費(fèi)了一下午的時(shí)間，剛開始調(diào)試時(shí)雖然軟件沒有報(bào)錯(cuò)，但是并沒有按照預(yù)想的過程進(jìn)行。按下相應(yīng)的按鍵就是沒有相應(yīng)的輸出。經(jīng)過檢查又加入了一些指令，經(jīng)過幾次調(diào)整依然不能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。這次的問題是Y4先于Y3導(dǎo)通，即代表工作的順序變了，經(jīng)過仔細(xì)檢查、調(diào)試，終于找到了原因，原來是控制M4的脈沖產(chǎn)生時(shí)間設(shè)置出現(xiàn)了問題。經(jīng)過修改，終于使程序執(zhí)行結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。設(shè)計(jì)心得經(jīng)過了將近一個(gè)月的工作，最終的結(jié)果我還是很滿意的。這最少證明了我能把學(xué)的東西