汽車自動清洗裝置PLC控制

1、安徽工業(yè)職業(yè)技術學院PLC課程設計設計題目：汽車自動清洗裝置的PLC控制學生姓名劉冰班 級09機電1班系 部電氣工程指導教師詹昌義9/ 1第一章、前言市場上常見的汽車自動清洗機簡介它改變傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質的清洗原理。采用高速 氣流配合水硬霧沖洗的新技術（兩相流清洗）水被微?；?。水的利用率得到幾十倍的提高， 達到節(jié)水90%以上，并且集清洗、噴清潔劑、吹干等多功能與一身。最大限度的提高單位水量的 利用率，并具有一定的沖力和溫度，及有效地清除和溶解車身及所有縫隙的灰塵和油污。（汽車 的門邊、門縫、車牌、車頭發(fā)動機組、人手難以觸及的溝、縫、細孔等。）用水量是水槍的二十 分子一，耗能是它的

2、一半，其他設備所無法比擬的是：徹底清洗細微之處；快速吹干功能；無水 花飛濺；無滿地流水；（洗車后沒有污水橫流）清洗車身；洗門縫、門邊、發(fā)動機組，細微之處 顯身手；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。第二章、PLC的歷程的來源一、PLC1、在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學變化將 原料轉化成產品為特征）中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏 輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電 氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM （通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第 二年，美國數(shù)字

3、公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程 序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）。2、隨著電子技術和計算機技術的發(fā)生，PC的功能越來越強大，其概念和內涵也不斷擴展。3、上世紀80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC，為了方便，也為了反映或可編程控 制器的功能特點，美國A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controller（PLC），并將“PLC”作為其產品的注冊商標?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。4、上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時

4、期，年增長率一直保持為3040%。 在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).5、近年，工業(yè)計算機技術（IPC）和現(xiàn)場總線技術（FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市 場，PLC增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預 見的將來，是無法取代的。6、目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，主要應用在汽車（23%）、糧食加 工（16.4%）、化學/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行

5、業(yè)。二、典型的產品PLC1、國外9/ 2施耐德公司， Quantum、Premium Momentum 等；羅克韋爾（A-B 公司），SLC、MicroLogix、Control Logix 等；西門子公司，SIMATIC S7-400/300/200 系列；GE公司日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。2、國內PLC生產廠約30家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產能力和名牌產品，還有一部分是以仿制、來 件組裝或“貼牌”方式生產.在我國的應用三、PLC雖然我國在PLC生產方面非常弱，但在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投 入10萬臺套PLC產品，年銷售額30億人民幣，應用的行業(yè)也很廣。在我國，

6、一般按I/O點數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）： 儺微型：32 I/O小型：256 I/O中型：1024 I/O大型：4096 I/O巨型：8192 I/O在我國應用的PLC系統(tǒng)中，I/O 64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點256點的占 31%，合計占整個PLC銷售額的78%。在我國應用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國聯(lián)軍的態(tài)勢，但從行業(yè)上分，有 各自的勢力范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機床、設備單體自動化 及OEM產品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性和價位方面占優(yōu)勢。我國的P

7、LC供應渠道，主要有制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、OEM用戶、最終用 戶。其中，大部分PLC是通過分銷商和系統(tǒng)集成商達到最終用戶的。四、PLC發(fā)展的重點1、人機界面更加友好PLC制造商紛紛通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù) PLC品牌擁有與之相應的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結合，提高了系統(tǒng)的性能，同時， 為用戶的開發(fā)和維護降低了成本，使更易形成人機友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC +網(wǎng)絡+ IPC + CRT的模式被廣泛應用。9/ 32、網(wǎng)絡通訊能力大大加強PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎上，逐漸增加了各種通訊

8、 接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈， 現(xiàn)場總線技術及以太網(wǎng)技術也同步發(fā)展。如羅克韋爾A-B公司主推的三層網(wǎng)絡結構體系，即 EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在 Profibus-DP 及 Profibus-FMS 網(wǎng)絡等。、開放性和互操作性大大發(fā)展3plc在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴大各自市場，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展自己的標準，兼容性很差，這給用戶使用 帶來不便，并增加了維護成本。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識，形成了長時期妥協(xié)與 競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。開放的進程，可以從以

9、下方面反映：1）IEC形成了現(xiàn)場總線標準，這一標準包含8種標準，雖然有人說，多種標準就是沒有標準， 但必竟是一個經過困難的爭論與妥協(xié)的成果。標準推出后，各廠商紛紛將自己的產品適應這些標 準，或者開發(fā)與之相應的新產品。2）IEC制訂了基于Windows的編程語言標準IEC61131-3，它規(guī)定了指令表（IL）、梯形圖（LD）、 順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結構化文本（ST）五種編程語言。這是以數(shù)字技術為基 礎的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件。雖然PLC開發(fā)上各工具仍不 兼容，但基于這些標準的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應用過程中，可以較方便地適不同品牌的產品。3）OPC

10、基金會推出了 OPC （OLE for Process Control）標準，這進一步增強了軟硬件的互操作 性，通過OPC 一致性測試的產品，可以實現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。目前，多數(shù)PLC軟件產 品和相當一部分儀表、執(zhí)行機構及其它設備具有了 OPC功能。OPC與現(xiàn)場總線技術的結合，是 未來控制系統(tǒng)向FCS技術發(fā)展的趨勢。4）、PLC的功能進一步增強，應用范圍越來越廣泛。PLC的網(wǎng)絡能力、模擬量處理能力、運 算速度、內存、復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越應用于過程控 制方面，有人統(tǒng)計，除石化過程等個別領域，PLC均有成功能應用，PLC在相當多的應用取代 了昂貴的DCS

11、，從而使原來PLC （順序控制）+DCS （過程控制）的模式變成PLC+IPC模式。5）、工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對PLC有重要影響。以太網(wǎng)應用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)絡相比，其成本 非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進控制領域。目前的挑戰(zhàn)在于1）硬件上如合適應工業(yè)惡 劣環(huán)境；2）通訊機制如何提高其可靠。以太網(wǎng)能否順利進入工控領域，還存在爭論。但以太網(wǎng) 在工控系統(tǒng)的應用卻日益增多，適應這一過程，各PLC廠商紛紛推出適應以太網(wǎng)的產品或中間 產品。第三章、PLC的特點及工作原理一、PLC的特點9/ 41）、可靠性強，抗干擾能力強所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離

12、； 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾；采用性能優(yōu)良的開關電源；良好的自診功能一旦電源 或其它軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大；2）、編程簡單，操作方便PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，他既有繼電器電路清晰直觀的 特點，又充分考慮到電氣工人和技術人員的讀圖習慣，因此，易學易懂，程序改變時也容易修改。3）、系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小，維護方便PLC用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制 柜的設計、安裝接線工作量大為減少。4）、體積小，能耗低由于PLC采用半導體大規(guī)模集成電路，因此整個產品結構緊湊、體

13、積小、重量輕、功耗低。二、PLC的工作原理1、內部處理階段PLC接通電源后，在進行循環(huán)掃描之前，首先確定自身的完好性，若發(fā)現(xiàn)故障，處了故障紅燈 亮之外，還可判斷故障性質：一般性故障，只報警不停機，等待處理；嚴重故障，則停止運行用 戶程序，此時PLC切斷一切輸出聯(lián)系。2、通信服務階段PLC在通信服務階段檢查是否有與編程器和計算機的通信請求，若有則進行相應處理。3、輸入處理階段在輸入處理階段，可編程控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF ）狀態(tài)讀入輸入映像 寄存器。4、程序執(zhí)行階段在沒有跳轉指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結束之 處。5、輸出處理階段

14、在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的“0” / “1”狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。第四章、汽車自動清洗裝置PLC控制線路設計一、動作要求1）、當按下啟動按鈕SB1時，即清洗機開始移動，同時打開噴淋閥門。2）、當檢測到進入刷洗距離時，啟動刷子電動機運轉進行刷洗，離開汽車則停止刷車；同時清 洗機停止移動并關閉噴淋閥門，洗刷結束。汽車清洗過程可分為四步，系統(tǒng)輸入信號有啟動命令、停止命令、車輛檢測三個。輸出控制清洗機移動、噴淋閥門、電動 刷三個輸出信號。9/ 5二、設計步驟（1）、I/O分配表輸出輸入Y0 X0水閥門啟動按鈕Y1刷子接觸器車輛檢測器X1清洗機接觸器停止條件X2 Y2Y3工作指示燈0:yU

15、yi片I-OR 10外部接線圖PLC步不再用Ml ANI110 LD X0Y1 12 OUT1 ORM0Y1 LD13ANI M12X1ANI14 M03OUTM115OUT 4LD M0M0 LD165 ANI X2Y3 OUT 17OUT6 Y2END 187 LD M0Y0 8 OUTX19 LDY1、梯形圖2）（記憶停止洗刷輔助繼電器記憶。命令，工M1M0記憶啟動命令，（3）、因為工步不多只用輔助繼電器9/ 7汽車自動清洗梯形圖控制清洗機移m0接通；只要不停止洗刷，m0接通并自鎖。通過當按下啟動按鈕，X0接通，接觸器通電控制刷子運轉，M1開始的行）。當進入刷洗范圍，開始的行）和打開噴

16、淋閥門（動（47斷開為止使清洗機沿著車身清洗一遍，直到移出刷洗距離使X1第五章、調試一、硬件調試/輸出點是否接好接牢。斷電時檢查電源是否接好，地線是否接好，各輸入FX2N-48MR可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好。接通電源，檢查三菱心型插頭插入微機的串行口插座，再將通訊電纜的圓形插頭插入編程9）的將通訊電纜（SC-09插座。二、軟件調試按要求輸入梯形圖，轉換成指令表，并進行語法的檢查，正確后設置正確的通信口，將編輯好的 程序傳入或輸輸出指示LED并配合觀察PLC各點輸入/檢查各點工作狀態(tài)，PLC運行，使用編 輯器聯(lián)機調試操作，輸出設備工作是否符合程序功能要求。配合著上位機軟件動畫效果來觀察 硬件的連接。入/三、運行調試”開關進行調試；觀察可編程控制器的“RUN在硬件調試和軟件調試正確的基礎上，打開三菱 FX2N-48MR個脈沖后，系統(tǒng)是否停止運行。運行情況，看是否是隨時按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運行，或者等待100控制系統(tǒng)設計符合要求。PLC根據(jù)以上的調試情況，本汽車自 動清洗裝置程序的9 / 8第六章、小結 汽車自動清洗裝置在我們的日常生活中比較常見，一般的洗車場都是用的這個，是基本流程和程 序要求基本類似，所以控制的實現(xiàn)也可以相互借鑒。對于控制程序的編寫，這里給出的只是一種實現(xiàn)手段