汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、額由2和挈傀機(jī)床電氣與PLC課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目 汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制應(yīng)用技術(shù)學(xué)院系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)0681班02號(hào)學(xué)生姓名 楊志平.指導(dǎo)教師吳晨曦 蔣峰.完成日期 2009年06月20日.湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院湖南工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置 PLC控制姓名楊志平 系別應(yīng)院專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)0681學(xué)號(hào)02指導(dǎo)老師吳晨曦蔣一教研室主任 一、設(shè)計(jì)要求及任務(wù).設(shè)計(jì)要求根據(jù)下面的流程圖工作:啟動(dòng)西令進(jìn)人刷洗車(chē)輛若開(kāi)停機(jī)命令OFF.設(shè)計(jì)任務(wù)(1)繪制工作流程框圖或順序功能圖；(2)繪制PLC的硬件接線(xiàn)圖；(3)相關(guān)元器件的計(jì)算與選型，制定元器件明

2、細(xì)表；(4)編寫(xiě)全程序梯形圖或指令表，并通過(guò)調(diào)試；(5)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間.設(shè)計(jì)時(shí)間：一周，2009年06月15日至2009年06月19日。.進(jìn)度安排星期一星期三：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，熟悉設(shè)計(jì)要求及任務(wù)，軟硬件 設(shè)計(jì)。星期四星期五：整理資料，按格式撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，上交設(shè)計(jì)作業(yè)(打印 稿及電子文檔)第1章概述引言PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟第2章硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的功能要求輸入和輸出點(diǎn)分配表元器件選型及明細(xì)表I/O 接線(xiàn)圖第3章軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序功能圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)梯形圖第4章系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試軟件調(diào)試運(yùn)行調(diào)試小結(jié)參考文獻(xiàn)致謝第1章概述引言隨著微處理器

3、、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展， 計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所 有的控制領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿(mǎn)足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生 產(chǎn)線(xiàn)的控制系統(tǒng)必須具有極高的靈活性和可靠性，可編程控制器正是順應(yīng)這一要 求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體， 易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC是一種用程序來(lái)改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)，除了能完從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境及設(shè)計(jì)資金等各個(gè)方面因 素的考慮，本系統(tǒng)采用三菱FX2N系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。市場(chǎng)上常見(jiàn)的

4、汽車(chē)自動(dòng)清洗機(jī)簡(jiǎn)介它改變傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質(zhì)的清洗原理。采用高速氣流配合水硬 霧沖洗的新技術(shù)（兩相流清洗）。水被微粒化利用，幾十倍提高水的利用率，達(dá) 到節(jié)水90%以上，并且集清洗、噴清潔劑、吹干等多功能于一身。小巧手持、 隨意移動(dòng)，任何環(huán)境均可工作。最大限度的提高單位水量的利用率， 并具備一定 的沖力和溫度，極有效地清除和溶解車(chē)身及所有縫隙的灰塵和油污。用水量是水 槍的二十分之一，耗能是它的一半，其他設(shè)備所無(wú)法比擬的是：徹底清洗細(xì)微之處；快速吹干功能；無(wú)水花飛濺；無(wú)滿(mǎn)地流水；清洗車(chē)身；洗門(mén)縫、門(mén)邊、 發(fā)動(dòng)機(jī)組，細(xì)微之處顯身手；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5、的基本內(nèi)容一個(gè)PLC控制系統(tǒng)由信號(hào)輸入元件（如按鈕，限位開(kāi)關(guān)，傳感器等），輸出 執(zhí)行器件（如電磁閥，接觸器，電鈴等）,顯示器件和PLC構(gòu)成。因此，PLC控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就包括這些器件的選取和連接等。輸入器件，輸出執(zhí)行器件，顯示器件等。一個(gè)輸入信號(hào)，進(jìn)入 PLC后 和PLC內(nèi)部可以多次重復(fù)使用，而且和可獲得其常開(kāi)，常閉，延時(shí)等各種形式的 觸點(diǎn)。因此，信號(hào)輸入器件只要有一個(gè)觸點(diǎn)即可。 輸出器件應(yīng)盡量選取相同電源 電壓的器件，并盡可能選取工作電流較小的器件。顯示器件應(yīng)盡量選取LE淵件， 其壽命較長(zhǎng)，而且工作電流較小。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主回路。應(yīng)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否需要正，反向動(dòng)作，是否 需要高低速，設(shè)計(jì)出控

6、制系統(tǒng)主回路。選取PLG根據(jù)輸入，輸出信號(hào)的數(shù)量，輸入輸出信號(hào)的空間分布情 況，程序容量的大致情況，具有的特殊功能等，選取PLG進(jìn)行I/O分配，繪制PLC控制系統(tǒng)硬件原理圖。程序設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試。設(shè)計(jì) PLC控制程序，并利用輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)板進(jìn) 行模擬調(diào)試，檢查硬件設(shè)計(jì)是否完整，正確，軟件是否能滿(mǎn)足工藝要求。設(shè)計(jì)控制柜。在控制柜中，強(qiáng)電和弱電控制信號(hào)應(yīng)盡可能進(jìn)行隔離和 屏蔽，防止強(qiáng)電磁干擾影響PLC的正常運(yùn)行。編制技術(shù)文件，包括電器原理圖，軟件清單，使用說(shuō)明書(shū)，元件明細(xì)表等。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟對(duì)控制任務(wù)的分析和軟件的編制，是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通 過(guò)對(duì)控制任務(wù)的分析，確定PLC控

7、制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件工作過(guò)程；通過(guò)軟件 的編制，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的動(dòng)作關(guān)系。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟為：對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行分析，對(duì)較復(fù)雜的控制任務(wù)進(jìn)行分塊，劃分成幾個(gè)相對(duì)獨(dú) 立的子任務(wù)，以減小系統(tǒng)規(guī)模分散故障。分析各個(gè)子任務(wù)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程。 通過(guò)對(duì)各個(gè)子任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作 過(guò)程的分析，畫(huà)出動(dòng)作邏輯關(guān)系圖，列出輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，列出要實(shí)現(xiàn)的非 邏輯功能。對(duì)于輸入信號(hào)，每個(gè)按鈕，限位開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)式傳感器等作為輸入信號(hào) 占用一個(gè)輸入點(diǎn)，接觸的輔助觸點(diǎn)不需要輸入 PLG故不作為輸入信號(hào)。對(duì)于輸 出信號(hào)，每個(gè)輸出執(zhí)行器件，如接觸器，電磁閥，電鈴等，均作為輸出信號(hào)占用 一個(gè)輸出點(diǎn)，對(duì)于狀態(tài)顯示，如果是輸

8、出執(zhí)行器件的動(dòng)作顯示， 可與輸出執(zhí)行器 件的動(dòng)作的顯示，可與輸出執(zhí)行器件共用輸出點(diǎn)，不再作為新的輸出信號(hào)；如果 是非動(dòng)作顯示，如“運(yùn)行”，“停止”，“故障”等指示，應(yīng)作為輸出信號(hào)占用輸出 點(diǎn)。第2章硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的功能要求分析任務(wù)要求及解決方案1）分析任務(wù)當(dāng)發(fā)出啟動(dòng)命令時(shí)，清洗機(jī)開(kāi)始工作，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)都打開(kāi)，汽車(chē) 進(jìn)入洗刷范圍時(shí)，刷子接觸器開(kāi)啟，進(jìn)入刷洗程序。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到車(chē)子離開(kāi)時(shí)， 清洗機(jī)接觸器、水閥門(mén)和刷子接觸器全關(guān)閉，停止刷洗，發(fā)出停機(jī)命令，結(jié)束刷 洗。2）解決方案我們通過(guò)以上的分析可以知道，先由人來(lái)發(fā)出啟動(dòng)命令，自動(dòng)開(kāi)啟清洗接觸 器和水閥門(mén)；傳感器檢測(cè)到汽車(chē)進(jìn)入清洗范圍時(shí)，

9、刷子接觸器打開(kāi)靠近汽車(chē)進(jìn)行 清洗；傳感器檢測(cè)到汽車(chē)離開(kāi)清洗范圍時(shí)， 刷子接觸器停止刷洗；最后我們發(fā)出 停止命令，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)停止和關(guān)閉。 由此，我們?cè)O(shè)計(jì)出自動(dòng)洗車(chē)機(jī)的 工作流程圖如下：后動(dòng)命令迸人刷洗車(chē)輛黑開(kāi)停機(jī)命令OFF圖1自動(dòng)洗車(chē)機(jī)的工作流程圖汽車(chē)清洗機(jī)上有啟動(dòng)按鈕和一個(gè)車(chē)輛檢測(cè)器， 當(dāng)按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，洗車(chē)機(jī)開(kāi) 始工作，清洗接觸器和水門(mén)閥接通，當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車(chē)輛進(jìn)來(lái)且清洗機(jī)和 車(chē)輛到位后，刷子接觸器接通，刷洗開(kāi)始，當(dāng)刷洗機(jī)開(kāi)始后2分鐘車(chē)輛離開(kāi)后，刷洗機(jī)停止刷洗，刷子接觸器關(guān)閉，按下停機(jī)開(kāi)關(guān)后，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)關(guān) 閉，清洗結(jié)束。用FXGP_WIN-C件編制PLC控制程序，并

10、將程序?qū)懭氲?PLG通過(guò)PLC控制實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置工作過(guò)程的自動(dòng)控制輸入和輸出點(diǎn)分配表代號(hào)輸入名稱(chēng)代號(hào)輸出名稱(chēng)SB1XO啟動(dòng)按鈕KM2Y1清洗機(jī)電動(dòng)機(jī)SQ1X1車(chē)輛檢測(cè)器YVY2噴淋器SB2X2停止按鈕KM1Y3電磁閥電動(dòng)機(jī)SQ2X3軌道終點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)表1輸入和輸出點(diǎn)分配表元器件選型及明細(xì)表序號(hào)代號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1SB按鈕開(kāi)關(guān)LA10-2H22SQ行程開(kāi)關(guān)JLXK1-21123YV電磁閥(F)-LS-G02-3014KM1電磁閥電動(dòng)機(jī)15KM2清洗機(jī)電動(dòng)機(jī)1表2元器件選型及明細(xì)表I/O 接線(xiàn)圖第3章軟件設(shè)計(jì)要求3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序功能圖M8002圖3順序功能圖按下啟動(dòng)按鈕，輸入繼電器xo

11、接通，內(nèi)部輔助繼電器M1接通。其常開(kāi)觸點(diǎn) 閉合，使輸出繼電器Y1置位為ON控制清洗機(jī)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)KM2!電，控制清洗 機(jī)運(yùn)動(dòng)的電機(jī)工作的同時(shí)輸出繼電器 Y2置位為ON電磁線(xiàn)圈YV1電，打開(kāi)噴 淋閥，清洗機(jī)開(kāi)始沿軌道移動(dòng)，當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到有待清洗的車(chē)輛且清洗機(jī)和 車(chē)輛到位時(shí)，輸入繼電器 X1, X3接通，內(nèi)部輔助繼電器 M2接通，輸出繼電器 Y3置位為ON接觸器KM1電，刷子開(kāi)始洗刷，這樣清洗機(jī)一邊移動(dòng)一邊清洗， 當(dāng)車(chē)輛2分鐘離開(kāi)后，車(chē)輛清洗完畢，記清洗機(jī)移出車(chē)輛時(shí)，輸入繼電器X1接通，內(nèi)部輔助繼電器M3接通，使輸出繼電器Y3復(fù)位為OFF使接觸器KM1斷電, 刷子停止工作，當(dāng)按下停機(jī)按鈕后，輸入

12、繼電器 X2接通，內(nèi)部輔助繼電器 M4 接通，使輸出繼電器Y1, Y2復(fù)位為OFF接觸器KM萬(wàn)口電磁閥YV斷電，電機(jī)停 止工作，噴淋閥關(guān)閉，清洗結(jié)束。當(dāng)車(chē)輛再次檢測(cè)到有車(chē)輛時(shí)，輸入繼電器 X1 又接通，返回到布M1,若沒(méi)有則清洗機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)梯形圖mi mi| 11fzcjjjjMD圖4梯形圖第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試、硬件調(diào)試斷電時(shí)檢查電源是否接好，地線(xiàn)是否接好，各輸入 / 輸出點(diǎn)是否接好接牢。接通電源，檢查三菱FX2N-48MRT編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好。將通訊電纜（SC-09）的9心型插頭插入微機(jī)的用行口插座，再將通訊電纜 的圓形插頭插入編程插座。、軟件調(diào)試按要求輸入

13、梯形圖， 轉(zhuǎn)換成指令表， 并進(jìn)行語(yǔ)法的檢查， 正確后設(shè)置正確的通信口，將編輯好的程序傳入PLC運(yùn)行，使用編輯器聯(lián)機(jī)調(diào)試操作，檢查各點(diǎn)工 作狀態(tài)，并配合觀察PLC各點(diǎn)輸入/輸出指示LED或輸入/輸出設(shè)備工作是否符合 程序功能要求。配合著上位機(jī)軟件動(dòng)畫(huà)效果來(lái)觀察硬件的連接。、運(yùn)行調(diào)試在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上， 打開(kāi)三菱FX2N-48MRT編程控制器的“RUN開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行，或者等待100 個(gè)脈沖后，系統(tǒng)是否停止運(yùn)行。根據(jù)以上的調(diào)試情況，本汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置程序的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要 求。小結(jié)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置在我們的日常生活中比較常見(jiàn)

14、， 一般的洗車(chē)廠都是用的這個(gè)，其基本流程和程序要求基本類(lèi)似，所以控制的實(shí)現(xiàn)也可以相互借鑒。對(duì)于控制程序的編寫(xiě)，這里給出的只是一種實(shí)現(xiàn)手段，使用可編程控制器還有其他的方法可以實(shí)現(xiàn)這樣的控制， 針對(duì)所用的具體系統(tǒng)的情況， 設(shè)計(jì)人員 可以選用不同的方法來(lái)編寫(xiě)程序。汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置高效的工作效率， 以及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)及控制方式是人手不能替代的，因此汽車(chē)自動(dòng)清洗時(shí)裝置使用也將越來(lái)越廣泛。通過(guò)這次對(duì)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的 PLC設(shè)計(jì)，讓我了解了 PLC的梯形圖，順序 功能圖，指令表，以及外部原理接線(xiàn)圖，也讓我了解到了有關(guān)PLC的設(shè)計(jì)原理和 步驟， 知道了設(shè)計(jì)不是件簡(jiǎn)單的事情， 只有通過(guò)自己不停的鉆研， 才能有所收獲。參考文獻(xiàn)1廖常初.FX系列PL巡程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005史國(guó)生. 電氣控制與可編程控制器技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003孫振. 可編程控制器原理及應(yīng)用教程. 北京：清華大學(xué)出版社4阮友德.電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)I教程.北京：人民郵電出版社，20065. 北京：清華大學(xué)出版社 2007這次課程設(shè)計(jì)可以圓滿(mǎn)的完成，得益于吳晨曦老師和蔣煤