自動洗車機(jī)控制系統(tǒng)

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1、目 錄 一、緒論 1 1.1 應(yīng)用背景和意義 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3本論文主要研究內(nèi)容 2 二、自動洗車機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 4 2.1洗車機(jī)的分類 4 2.2自動洗車機(jī)種類的選擇 4 2.3自動洗車機(jī)的工藝控制要求 6 2.4洗車機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 6 2.5洗車機(jī)各部件控制要求 9 2.6元器件選擇 9 2.7本章小結(jié) 11 三、自動洗車機(jī)的PLC硬件設(shè)計(jì) 12 3.1.PLC簡介及發(fā)展 12 3.2PLC的分類及選型 12 3.3基于PLC控制的自動洗車機(jī)特點(diǎn) 14 3.4I/O分配表 15 3.5外部接線圖 16 3.6本章小結(jié) 17

2、 四、自動洗車機(jī)的PLC實(shí)現(xiàn) 18 4.1控制系統(tǒng)流程圖 18 4.2梯形圖實(shí)現(xiàn) 19 4.3本章小結(jié) 27 五、總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 30 一、緒論 1.1 應(yīng)用背景和意義 汽車清潔是汽車保養(yǎng)過程中必不可少的一部分。如今，在中國，汽車的保養(yǎng)和清潔幾乎仍然是由人力來完成，這不僅需要時(shí)間和精力，還增加了洗車行業(yè)的成本。我們在科技創(chuàng)新的時(shí)代,自動化控制技術(shù)是時(shí)代的產(chǎn)物,甚至在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村,我們還可以看到田野領(lǐng)域的自動化控制技術(shù),但令人失望的是,洗車幾個(gè)新興工業(yè)自動化控制技術(shù)的影子,或人工水、洗滌劑,然后擦洗,然后自然風(fēng)干,持續(xù)了多年的老式洗車。令人難以置信的是，

3、我們總是追求速度和質(zhì)量，在這件事上是如此的耐心，我們寧愿浪費(fèi)大量的時(shí)間在洗車上。不僅如此，這種清潔方式還會浪費(fèi)我們賴以生存的大量水。綜合考慮，我們會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的洗車方式已經(jīng)不適應(yīng)這個(gè)時(shí)代，通過自動化技術(shù)控制洗車是未來洗車行業(yè)的發(fā)展方向。 在中國的一些大城市，仍有一小部分汽車美容公司通過自動控制技術(shù)來完成對汽車的清洗、對汽車蠟漆的保養(yǎng)等一小部分工作。在短期內(nèi)，自動洗車需要引進(jìn)很多設(shè)備，不是以前，相對成本會增加，但事實(shí)上，自動洗車會給企業(yè)帶來更多的好處。傳統(tǒng)的手動洗車方式，普通的日常洗車需要20分鐘左右，而自動洗車只需幾分鐘。由于自動洗車的初期投入相對較高，許多小型洗車廠沒有自動洗車的概念。但不可

4、否認(rèn)的是，自動洗車是這個(gè)行業(yè)未來的潮流。在中國的洗車行業(yè)，自動化技術(shù)還不普及，所以有巨大的市場。在這樣的有利條件下，高效率、高品質(zhì)的自動清洗裝置進(jìn)入洗車行業(yè)，是行業(yè)走向成熟的必由之路。針對這種情況下,PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是新增加了很多繼電器來控制整個(gè)洗車的過程,如時(shí)間控制器,中間繼電器,等等,在一個(gè)信息化的世界,速度,一套結(jié)構(gòu)簡單、低成本、高利用率的洗車設(shè)備將成為普通汽車美容公司,即使是中小公司的洗車的選擇。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近年來，汽車清洗在我國逐漸發(fā)展成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，具有資金少、技術(shù)門檻低的特點(diǎn)。由于從當(dāng)?shù)貒?不是很完美,設(shè)備相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),網(wǎng)站、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)和管理方面

5、缺乏一個(gè)明確的要求和規(guī)定,是應(yīng)該取消的洗車方式仍在汽車市場難以消退,沒有水洗,全自動電腦機(jī)械化清洗和其他先進(jìn)的洗滌方式占據(jù)了一個(gè)非常小的比例的市場份額。發(fā)達(dá)國家,經(jīng)過多年的發(fā)展,科學(xué)洗車的概念已深深扎根于人們的心中,洗車市場無水洗車,洗車方法蒸汽洗車和全自動電腦洗車機(jī)洗車,這主要是全自動電腦洗車。在打造中國現(xiàn)代城市的發(fā)展主題中，在節(jié)水、環(huán)保、全社會可持續(xù)發(fā)展的潮流中，追求時(shí)尚、高效、環(huán)保成為汽車美容服務(wù)業(yè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。 目前，國家正在呼吁建立節(jié)約型社會，普及自動洗車機(jī)具有重要意義。自動洗車機(jī)目前有PLC、MCU、FGA控制，并基于C和LabVIEW控制。由于擴(kuò)展性差基于單片機(jī)控制方案

6、,FGA更難適應(yīng)嚴(yán)酷的工作條件的自動洗衣機(jī),因?yàn)樗m用于這樣的大型機(jī)器設(shè)備,反映在處理速度并不是基于虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn)和C控制方式在各個(gè)方面能滿足洗衣機(jī)的要求,但其高昂的價(jià)格,后期維護(hù)成本高。因此從性價(jià)比、可擴(kuò)展性和實(shí)用性等方面，確定了當(dāng)前PLC控制是主流?；赑LC控制的全自動洗車機(jī)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能完善、適用性強(qiáng)、維修方便、改造方便、體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。 因?yàn)榛赑LC控制的全自動洗車機(jī)全自動洗車機(jī)相比,基于其他控制方法有許多無可比擬的優(yōu)勢,所以現(xiàn)在大部分的市場全自動洗車機(jī)是基于PLCcontrolIn我們的國家,想讓洗車行業(yè)達(dá)到空前的盛會,唯一的方法是吸收外國的經(jīng)

7、驗(yàn)和優(yōu)秀的結(jié)果。用我們所學(xué)的知識來產(chǎn)生結(jié)果并應(yīng)用它們。我們過去的孤立使我們付出了沉重的代價(jià)。今天，這個(gè)行業(yè)也在做出類似的選擇，從過去的教訓(xùn)中，我們相信我們的美國同胞將做出最明智的選擇。學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)成果，互相學(xué)習(xí)，達(dá)到世界一流水平，盡可能讓洗車機(jī)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中顯得尤為重要。 1.3本論文主要研究內(nèi)容 這個(gè)自動洗車機(jī)主要是基于需要清潔車輛固定、洗車設(shè)備來回移動的工作方式,為這種類型的洗車設(shè)備非常適合使用PLC編程控制的成套設(shè)備。自動洗車裝置的洗車過程具有固定的位置和往返運(yùn)動。車停在洗車設(shè)備的工作區(qū)域，不再移動。然后系統(tǒng)可以通過各種傳感器感知待清洗車輛的具體情況，如根據(jù)車輛的形狀對洗車設(shè)備進(jìn)

8、行前后連續(xù)噴灑，根據(jù)車輛表面的清潔程度等。車輛的底盤、車頂和反復(fù)擦洗都是自動清洗的。自動洗車機(jī)的外形像門，所以這種結(jié)構(gòu)被稱為門框結(jié)構(gòu)。此外,洗車設(shè)備的結(jié)構(gòu)在汽車只需要洗干凈的車子停在洗車機(jī)工作區(qū)域,保持不動,然后門框?qū)⒒谄嚨耐庥^結(jié)構(gòu)和其他特點(diǎn)不斷往復(fù)清洗。本產(chǎn)品適用于清洗各種類型的汽車，其最核心的地方是專為清洗汽車門框而設(shè)計(jì)的，這種門框是由兩個(gè)垂直方向的滾筒和一個(gè)水平方向的滾筒組合而成，其外觀是一扇門。在水平方向上的滾筒設(shè)計(jì)外部傳感器光電,設(shè)計(jì)使用它來確定汽車的高度,只要鼓移動車輛的最高位置,光電傳感器將發(fā)送一個(gè)電信號到PLC。還有一個(gè)返回開關(guān)來控制磁鼓的返回。 二、自動洗車機(jī)的總體設(shè)

9、計(jì)方案 2.1洗車機(jī)的分類 (1)的工作模式,它可分為固定式和移動類型。 (2)方面的車輛清洗、分類可分為小車型,大型車型,和特殊車型。 (3)從洗車機(jī)劃分的原則,洗車機(jī)可以分為硬支持,柔軟的支持,半硬支承洗車機(jī)。 (4)立體洗車設(shè)備和臥式洗車設(shè)備;專用洗車設(shè)備和通用洗車設(shè)備根據(jù)各自的特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行劃分。 2.2自動洗車機(jī)種類的選擇 本設(shè)計(jì)模型主要是基于需要清洗的車輛固定，洗車設(shè)備來回移動的工作模式，對于這種類型的洗車設(shè)備是非常適合采用PLC編程控制的成套設(shè)備。自動洗車設(shè)備在固定位置前后移動的洗車過程如下: 汽車停在洗車設(shè)備的工作區(qū)域內(nèi)，不再移動。感官系統(tǒng)的具體情況,通過各

10、種傳感器,車輛清洗等噴涂前后的車輛清洗設(shè)備根據(jù)車輛的形狀,根據(jù)車輛表面的清潔程度,進(jìn)行不一樣的清洗力度等。 全自動洗車機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能:全自動洗車底盤、打掃屋頂,反復(fù)擦洗。即使你進(jìn)了一輛裝著垃圾的臟卡車，出來的時(shí)候也會干凈、光亮、嶄新。如果你只是清潔表面，只需要幾秒鐘。自動洗車機(jī)外觀像一扇門，所以這種結(jié)構(gòu)被稱為門框結(jié)構(gòu)。另外，洗車設(shè)備的結(jié)構(gòu)在洗車時(shí)只需要清潔停放在洗車機(jī)工作區(qū)域的汽車，保持不動，然后根據(jù)車架的外觀結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)反復(fù)清洗汽車。 本產(chǎn)品適用于清洗各類汽車，其最核心的地方是洗車門框的設(shè)計(jì)，門框是由兩個(gè)垂直方向的滾筒和一個(gè)水平方向的滾筒組合而成，其外觀是一扇門。滾輪在水平方向上設(shè)計(jì)有外

11、置光電傳感器，用于確定小車的高度。只要滾筒移動到小車的最高位置，光電傳感器就會向PLC發(fā)送電信號。還有一個(gè)返回開關(guān)來控制磁鼓的返回。 洗車機(jī)的外形構(gòu)造圖如圖2.1所示。 圖2.1洗車機(jī)外型示意圖 框架的底部安裝一個(gè)傳感器來確定門已經(jīng)回到原來的位置,和前面的框架是一個(gè)傳感器,檢測車輛是否停在洗車的工作區(qū)域,以確定是否已經(jīng)準(zhǔn)備好開始清洗。門框的后部也用來判斷汽車的后部是否有清洗傳感器，從而實(shí)現(xiàn)對汽車的往復(fù)清洗。當(dāng)需要清洗的車輛被送到清洗區(qū)域后，按下啟動命令按鈕，門框?qū)⒏鶕?jù)程序?qū)囕v進(jìn)行滑動清洗。此時(shí)，洗車設(shè)備將開始對車輛進(jìn)行徹底的清洗，一個(gè)周期的清洗過程只需短短的1分鐘多。該洗車機(jī)的控制臺將

12、按鈕和相應(yīng)的指示燈組合在一起，操作人員可以方便的進(jìn)行控制，大大節(jié)省了空間。 洗車系統(tǒng)的控制面板圖如圖2.2所示。 圖2.2洗車機(jī)控制面板圖 2.3自動洗車機(jī)的工藝控制要求 （1） 洗車系統(tǒng)部件有: ①升降水平滾輪的電機(jī)。 ②滾筒的垂直方向和滾筒門框的水平方向。雙向的向前和向后旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動 ③ 一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)水平滾筒的電機(jī) 自動洗車控制系統(tǒng)由PLC控制。 （2）限位開關(guān)控制 ①車輛檢測位置限位； ②水平滾筒的上限位； ③ 門架的前、后位置限位； （3） 自動沖洗 ①初始條件：門框處在車輛的前部位置（門框到位開關(guān)合上），車輛出現(xiàn)在洗車的區(qū)域（檢測車輛的檢測傳感器閉合）

13、； ②當(dāng)滿足初始條件的時(shí)候，就可以按下啟動沖洗的按鈕，開始如下的沖洗過程： 當(dāng)洗車機(jī)正式工作，其工作指示燈點(diǎn)亮，5秒以后，水平方向滾動就會向下開始移動（KM1），直到水平方向的滾筒移動到預(yù)定的位置（上滾筒到位傳感器）停止運(yùn)行3秒鐘； ③當(dāng)兩個(gè)滾輪同時(shí)啟動(KM3)時(shí)，開始向前轉(zhuǎn)動，即水平滾輪、垂直滾輪、門框向前轉(zhuǎn)動(KM5)。在這種情況下,噴射泵(KM7)和電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)鼓被激活; ④的門框向前連續(xù)運(yùn)動,當(dāng)它遇到門框孵蛋的限位開關(guān),門框不會前進(jìn),所有的電機(jī)將停止5秒鐘,與此同時(shí),門框會自動回(KM6)。同時(shí)水平和兩個(gè)垂直輥開始反向轉(zhuǎn)動的(KM4); ⑤在門架,觸摸返回開關(guān)將會停止,然后

14、鼓立即停止旋轉(zhuǎn),同時(shí)提高水平發(fā)出鼓命令(平方公里),直到鼓回到循環(huán)的結(jié)束。 （4） 手動控制 鎖存按鈕的功能按鈕是停止循環(huán)。開始一個(gè)新的循環(huán),執(zhí)行相應(yīng)的動作,手動解除鼓按鈕被按下,鼓水平將上升到上限位置;只要門框按后退按鈕手動控制,然后門框?qū)⒎祷氐皆瓉淼脑O(shè)置位置。 （5）報(bào)警保護(hù) 系統(tǒng)出錯或遇到問題無法修復(fù),蜂鳴器報(bào)警將繼續(xù)和報(bào)警指示燈將聲音。直到手動按下蜂鳴器按鈕，報(bào)警才會停止，但是直到系統(tǒng)問題解決，報(bào)警燈才會熄滅。 2.4洗車機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 為了滿足洗車設(shè)備應(yīng)控制功能和洗車需求,洗車機(jī)的設(shè)計(jì)在其主電路配備四個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制、興衰的鼓,鼓旋轉(zhuǎn),門框的前后運(yùn)動,注水電機(jī)M1,M

15、2,M3,M4控制,其主電路控制圖如圖2.4所示。 圖2.4洗車機(jī)的主電路圖 表2.4主電路元器件名稱及用途 在汽車的運(yùn)行過程的詳細(xì)分析洗衣機(jī),我們可以知道門框的運(yùn)動和輥的運(yùn)動,以及水泵的工作和故障報(bào)警讓洗車過程可以正常有序地運(yùn)行。PLC通過收集洗車系統(tǒng)相應(yīng)的信息來輸出相應(yīng)的信號，對滾筒、門框、水泵進(jìn)行精確控制。通過以上控制要求和設(shè)備選型分析，最終確定控制系統(tǒng)框圖，如圖2.5所示。 圖2.5洗車機(jī)控制系統(tǒng)方框圖 2.5洗車機(jī)各部件控制要求 （1）水平滾筒的控制 水平滾筒的高度根據(jù)車輛的高度來確定，通過光電傳感器向PLC發(fā)送信號來調(diào)節(jié)滾筒的高度。

16、當(dāng)滾筒接近車頂時(shí)，PLC控制水平滾筒停止向下移動。當(dāng)水平滾筒完成循環(huán)后，PLC將控制其回到初始位置。 滾筒旋轉(zhuǎn) 滾筒的轉(zhuǎn)動和停止是預(yù)編程的，值得強(qiáng)調(diào)的是電機(jī)停止轉(zhuǎn)動時(shí)將有3-5秒的延遲，這有利于防止電機(jī)被瞬間的反向電流燒壞。 （3）門架的前進(jìn)和后退 門框的前后運(yùn)動由PLC內(nèi)部程序控制。當(dāng)車輛檢測信號和啟動信號發(fā)出后，后門框的向前運(yùn)動開始自動執(zhí)行，后端檢測信號的發(fā)出是門框向后運(yùn)動的前提。 （4）手動控制 PLC手動控制不僅可以手動控制洗車設(shè)備，還可以專門針對難以清洗的零件進(jìn)行清洗，它還可以自動解決我們一些意想不到的原因和造成的故障。而每次洗車設(shè)備為手動控制時(shí)，必須先停止自動控制，而如

17、果要再次切換到自動控制模式，則必須先將門框和橫鼓置于手動方式。 2.6元器件選擇 車輛檢測開關(guān)是由一個(gè)光電傳感器來實(shí)現(xiàn)的，但檢測到車輛的信號后，就會發(fā)給PLC一個(gè)開關(guān)信號，我么選擇三相異步電動機(jī)，德東洗車機(jī)專用YE2-100L2-43KW防水電機(jī)，接觸的選擇直流接觸器和電流在20A以上的交流接觸器均裝有滅弧罩，有的還帶有柵片或磁吹滅弧裝置?？杉せ頟LC的啟動程序，避免不必要的誤啟動。下面是對光學(xué)電感器的部分介紹。光電傳感器的工作原理是:首先感知外界的光，將其作為接收信號，然后將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再進(jìn)行傳輸。光電傳感器可以檢測非電量，根據(jù)光強(qiáng)的變化將非電量轉(zhuǎn)換為非電量。 （1）光電傳

18、感器分類 光電傳感器按原理可分為模擬光型和脈沖光型。該傳感器具有高精度的光敏元件，可實(shí)現(xiàn)對光的傳感。 （2）光電式傳感器的應(yīng)用 光電傳感器之所以能在越來越多的產(chǎn)品中得到應(yīng)用，是因?yàn)橛性S多其他檢測設(shè)備不具備的優(yōu)勢。如精度高，響應(yīng)時(shí)間短，整個(gè)檢測過程無接觸。另外，光電傳感器的固有結(jié)構(gòu)簡單，形式多樣，形狀輕巧。自20世紀(jì)以來,世界光伏技術(shù)得到了很好的發(fā)展,光電傳感器已經(jīng)在世界各地的產(chǎn)品,以及越來越多的類型的光電傳感器,它的輸出越來越多,選擇的規(guī)格的產(chǎn)品,可以根據(jù)用戶自己的需求,它可以應(yīng)用于機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)、國防科技、許多方面,比如比比皆是。工作環(huán)境是光電傳感器的另一個(gè)重要決定因素。洗車行業(yè)經(jīng)

19、常面臨的是一個(gè)充滿灰塵和污垢的世界，在洗車過程中，空氣濕度會上升，會有大量的液體，當(dāng)然，有沙子，洗車劑是不可避免的。這樣，在應(yīng)用傳感器時(shí)必須考慮環(huán)境因素。 （3）光電式傳感器的發(fā)展 光電式傳感器因?yàn)樗梢圆挥媒佑|物體就能檢測，所以它被很廣泛的應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，比如產(chǎn)品的計(jì)數(shù)檢測，故障檢測等。但是，不得不承認(rèn)沒有絕對完美的事物，光電傳感器也具有一定的缺點(diǎn)，它非接觸式檢測主要是基于光而進(jìn)行的，眾所周知，光是一種電磁波，而且具有很高的頻率，所以光干擾也是一種電磁干擾，傳感器產(chǎn)生錯誤動作的主要因素之一就是光干擾。光的干擾源可能來自檢測環(huán)境中的光，也可能是背景產(chǎn)生的光，再或者是其他光電式傳

20、感器發(fā)出的光。因此在傳感器的設(shè)計(jì)時(shí)，為了防止傳感器的光被干擾，通常設(shè)計(jì)者解決的方案為采用偏振光，或者是很高頻率調(diào)制的脈沖光，再或者采用同步檢波的方式。 傳感器之所以發(fā)展的速度越來越快，這和人們對傳感器的要求越來越多，品質(zhì)越來越嚴(yán)苛是息息相關(guān)的，科技的飛速發(fā)展則為傳感器的發(fā)展提供了源源不斷的技術(shù)支持。傳感技術(shù)的發(fā)展史已達(dá)數(shù)十年之久，我們可以從中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使得光電傳感器越做越好。 為了保證整個(gè)系統(tǒng)能夠安全有效的運(yùn)行，在PLC里加入了一系列有效的報(bào)警檢測裝置和報(bào)警保護(hù)程序，當(dāng)報(bào)警時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，同時(shí)電源被切斷。如果檢修后想繼續(xù)運(yùn)行，則需要手動控制歸位。 2.7本章小結(jié) 自動洗車的設(shè)

21、計(jì)我們需要制定方案，在本章中我從一下幾個(gè)方面來設(shè)計(jì)自動洗車機(jī)的總體設(shè)計(jì)。洗車機(jī)有多種的分類，我們需要選擇其中的一種，如固定式、移動式還要分汽車的大小來決定洗車機(jī)高寬度，或者有更好的創(chuàng)新。在我們選擇好洗車機(jī)的種類后，自動洗車機(jī)的工藝控制要求是必不可少的，制定一些列的標(biāo)準(zhǔn)和方式。有好的工藝也需要好的控制系統(tǒng)，通過對洗車機(jī)的運(yùn)行分析，將PLC通過對洗車機(jī)系統(tǒng)的信息的采集和精確的控制。洗車機(jī)各部分控制分為五步，水平滾筒的控制、滾筒旋轉(zhuǎn)、門架的前進(jìn)和后退、手動控制還有故障的報(bào)警設(shè)置。洗車機(jī)要硬件和軟件相互配合才能實(shí)現(xiàn)，再此選擇好的元器件也至關(guān)重要，車輛的檢測開關(guān)是用光傳感器來實(shí)現(xiàn)，對光傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)篩選

22、，我們可以從中不斷第總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使用光電傳感器做好的。  三、自動洗車機(jī)的PLC硬件設(shè)計(jì) 3.1.PLC簡介及發(fā)展 PLC的英文全稱是Programmable Logic Controller，中文全稱是可編程序控制器。現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求做出最快的反應(yīng)，生產(chǎn)小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高產(chǎn)出的產(chǎn)品。PLC的出現(xiàn)把所有這些要求都變成了簡單的任務(wù)。PLC是智能化的，可以完成設(shè)計(jì)者指定的各種工作。通過用戶設(shè)計(jì)程序，PLC可以完成用戶對特定功能的要求。輸入/輸出模塊(I/O模塊)是系統(tǒng)感知外部條件、傳遞信息的“五感”。它是外場設(shè)備與CPU模塊之間的連接。輸入模塊用于接收和收集

23、輸入信號，輸出模塊用于控制輸出設(shè)備。輸入輸出模塊除了具有信號傳輸功能外，還可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換和隔離。PLC控制器的實(shí)現(xiàn)需要軟硬件的高度協(xié)調(diào)。它是一個(gè)可編程邏輯電路。PLC廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、民用、家庭自動化等各種控制系統(tǒng)。PLC的應(yīng)用面廣，普及率高，很多其他設(shè)備也在模仿自己的路走得越來越遠(yuǎn)，但在功能方面只能望洋興嘆。 PLC在編程中使用最多的梯形圖，它之所以使用得如此頻繁，是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn): （1）在該程序語言中，除常開和常閉外，接觸有兩種表示，且其常開和常閉狀態(tài)是唯一的。有嚴(yán)格的“不”關(guān)系,是不可能有“1”和“0”在同一時(shí)間。 （2）在PLC梯形圖有這樣一個(gè)特點(diǎn):它是平行于線圈但不連接

24、,但相對于接觸的圖是不一樣的,它是連接和連接。 （3）內(nèi)各種設(shè)備PLC不能直接控制外部負(fù)載。這些設(shè)備只能提供CPU的第一個(gè)結(jié)果,然后通過CPU負(fù)載可以控制。 (4)語句表語言是另一個(gè)非常常見的PLC編程,通過其他PLC編程語言可以寫語句表語言,同樣通過聲明表我們也可以知道其他編程語言。 3.2PLC的分類及選型 隨著社會的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)得到了驚人的提高。目前，PLC與DCS在結(jié)構(gòu)組成上越來越相似。隨著冗余技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開始考慮安全因素，現(xiàn)在有雙冗余、三冗余、七冗余等。 由于冗余技術(shù)已經(jīng)有了很好的發(fā)展，但是PLC的發(fā)展由于芯片普通話水平低而受到限制，越來越多的先進(jìn)

25、電子技術(shù)正在PLC控制系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，而PC機(jī)的發(fā)展速度幾乎是一樣的。通過人類的不斷發(fā)展和完善，個(gè)人電腦也在不斷的改進(jìn)和升級，使得個(gè)人電腦的操作系統(tǒng)不僅更加穩(wěn)定，而且可靠性也得到了提高。PLC的外部接口具有良好的開放性，其通信速度也變得更快，現(xiàn)在PLC在各個(gè)方面都比原來的PLC要好，PLC的更新使其更容易適用于現(xiàn)代工業(yè)控制。 但是現(xiàn)在由于PC技術(shù)不完善，操作系統(tǒng)不全面，以太網(wǎng)不穩(wěn)定的影響，這種架構(gòu)在很多方面的可靠性和穩(wěn)定性已經(jīng)不能滿足控制系統(tǒng)的要求。正確的選擇不僅能滿足工藝流程的要求，而且能解決實(shí)際應(yīng)用中遇到的控制問題。選擇的控制系統(tǒng)模型和估計(jì)系統(tǒng)的參數(shù),應(yīng)該詳細(xì)分析整個(gè)過程的特點(diǎn),定義了

26、一系列任務(wù),同時(shí),方便確定控制所有操作和行動的過程中,然后根據(jù)控制要求,大致計(jì)算出輸入和輸出點(diǎn)的數(shù)量,內(nèi)存的容量,PLC的核心功能,綜合考慮外部設(shè)備的特點(diǎn)，選擇性價(jià)比高的，設(shè)計(jì)功能齊全的控制系統(tǒng) 圖3.1S7-226型號PLC觸點(diǎn)接口示意圖 3.3基于PLC控制的自動洗車機(jī)特點(diǎn) （1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)對設(shè)備的性能水平起著至關(guān)重要的作用。集成電路技術(shù)是完全分散在每個(gè)PLC的控制回路,需要嚴(yán)格控制生產(chǎn)產(chǎn)品,和抵抗干擾的能力在其內(nèi)部電路是無與倫比的在以前的設(shè)計(jì),所以它有一個(gè)很好的保證可靠性。 （2）容易學(xué)習(xí)和使用PLC編程語言是一種計(jì)算機(jī)編程語言主要用于工業(yè)生產(chǎn)控制。PLC

27、實(shí)際上屬于一種先進(jìn)的工業(yè)控制設(shè)備。PLC編程語言很容易理解,不像C語言抽象難學(xué),因?yàn)樗蔷唧w形象,容易理解,所以從事這方面的工作人員非常容易掌握,甚至熟練使用很容易。 （3）在設(shè)計(jì)和構(gòu)建系統(tǒng)的過程中,我們要做的更少。維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)更容易，更改系統(tǒng)也更容易。邏輯控制是傳統(tǒng)方式的邏輯連接,使用PLC先進(jìn)的現(xiàn)代存儲實(shí)現(xiàn)邏輯控制,使我們的系統(tǒng)更乏味的電線,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候容易,簡單的連接模式大大減少了設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間,但也使設(shè)備日常維護(hù)簡單和容易。更重要的優(yōu)勢是,在使用相同的設(shè)備,但需要實(shí)現(xiàn)不同的功能在不同的時(shí)間,只需要改變項(xiàng)目內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)移動。 （4）體積小,重量輕,能耗低和低損失現(xiàn)有的微小

28、型PLC,舉個(gè)例子,在過去的十年里最新的各類PLC,一種尺寸小于一百毫米在PLC的底部,質(zhì)量還不到一百五十克,而且它的功率低，只有幾瓦，因?yàn)樗w積小，質(zhì)量輕，所以你需要的成本，當(dāng)然會很低?；隗w積小的優(yōu)點(diǎn),但仍然強(qiáng)大的PLC的功能,所以它可以很容易地安裝在機(jī)器的每一個(gè)角落,因此,機(jī)電一體化是容易,市場因此體積小,重量輕,能耗低,成本低的公司越來越多。 3.4I/O分配表 在I/O點(diǎn)數(shù)的估算中，由于在實(shí)際應(yīng)用中必然存在一定的盈余，在初始確定輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上，將可用邊際增加10%-20%，最終得到輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。根據(jù)實(shí)際情況和編程需要，選用西門子S7200系列CPU226，該型號為直流繼

29、電器式，具有24個(gè)輸入觸點(diǎn)和16個(gè)輸出觸點(diǎn)，共兩組。其平面接觸界面如圖所示3.4所示。 表3.4觸點(diǎn)符號及對應(yīng)意義 3.4.1PLC接口與硬件連接對應(yīng)表 PLC的各個(gè)接口依次對應(yīng)硬件接口，不能誤接。下表列出了控制系統(tǒng)中硬件的名稱及其對應(yīng)的接口符號。詳細(xì)列出各硬件的符號、名稱和對應(yīng)的接口，便于在安裝過程中繪制電路圖和接線。 表3.5硬件接口及對應(yīng)功能 3.5外部接線圖 3.5.1PLC接線圖 控制回路設(shè)計(jì)要求:當(dāng)車輛出現(xiàn)在沖洗區(qū)域時(shí)，按下循環(huán)按鈕，使電機(jī)M1、M2、M3分別正反旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)托輥升降、托輥旋轉(zhuǎn)和前后門框。最后的PLC硬件接線圖如圖所示3.8所示。

30、圖3.8PLC的硬件接線圖 3.6本章小結(jié) 自動洗車機(jī)的PLC硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要，是自動洗車機(jī)的核心部件。PLC是可編程控制器?，F(xiàn)代社會市場要求作出更快更小的大批量生產(chǎn)的PLC。再次設(shè)計(jì)要挑選一款合適的PLC帶動整個(gè)洗車機(jī)。PLC型號和生產(chǎn)廠家之多，如三菱、西門子、門達(dá)等。我們要考慮工藝流程還有控制的任務(wù)范圍，性價(jià)比等要求進(jìn)行選擇。本章中介紹基于PLC控制洗車機(jī)的特點(diǎn)，還提供了I/O接口的分配表，以及PLC接口與硬件連接對應(yīng)。除了PLC接口外，外部的接線也是至關(guān)重要的，在此設(shè)計(jì)好外部接線圖，讓洗車機(jī)更好的運(yùn)作提供了保障。 四、自動洗車機(jī)的PLC實(shí)現(xiàn) 4.1控制系統(tǒng)流程圖 根據(jù)自動洗車

31、的控制要求:按下啟動按鈕,然后循環(huán)清洗的工作指示燈開始閃爍,水平鼓向下移動,門框架推進(jìn),水泵開始噴水,然后按鼓電機(jī)啟動按鈕,然后自動洗車正式開始。結(jié)束后，門框移動到位，后框架停止移動，滾筒停止轉(zhuǎn)動，最后水平滾筒結(jié)束循環(huán)。自動洗車流程圖如圖4.1所示。 圖4.1洗車機(jī)洗車流程圖 為了方便了解PLC外部硬件接口的具體功能,并在發(fā)生故障時(shí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題,第一次更快地發(fā)現(xiàn)問題后相應(yīng)的PLC輸入,輸出,和方便發(fā)現(xiàn)問題從PLC連接或其應(yīng)用程序的問題,以下詳細(xì)列出PLC接口的相應(yīng)功能。 表4.2接口功能對應(yīng)表 4.2梯形圖實(shí)現(xiàn) 本程序由西門子s7-226軟件編寫，程序語言是西

32、門子的專用語言，但與歐姆龍、西門子、三菱等PLC語言基本相似。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)最大限度地滿足被控對象的控制要求。同時(shí)滿足控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡可能簡單,是否應(yīng)該簡單和方便的使用或維護(hù)這個(gè)基本要求,及其控制系統(tǒng)必須安全可靠,這是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的最基本的原則。 梯形圖語言是PLC編程語言中的一種基本編程語言，本程序采用梯形圖語言編程。梯形圖是編程中常用的一種設(shè)計(jì)語言。當(dāng)我們設(shè)計(jì)這種編程語言時(shí)，我們通常用因果關(guān)系來描述事情發(fā)生的前提和結(jié)果。每一步都有其因果關(guān)系。在所有的步驟中，左邊的那個(gè)是所發(fā)生事情的前提，后面的那個(gè)是所發(fā)生事情的結(jié)果。在眾多的編程語言中，梯形圖設(shè)計(jì)語言是工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的一種。

33、繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述是梯形圖的前身，梯形圖是從梯形圖演化而來的。操作員很早就熟悉繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，因此由其演變而來的語言更容易被許多操作員識別，更容易掌握和普及。梯形圖編程語言的特點(diǎn)有以下三點(diǎn): （1）與車輛和機(jī)器的原理圖相比,它不僅是對應(yīng)的,但也直觀; （2）與繼電器邏輯控制技術(shù)相比,他們是一致的,和技術(shù)人員能更好地理解和掌握。 (3)繼電器邏輯控制技術(shù),它所代表的能量流的能量流在實(shí)際意義上,也存在于現(xiàn)實(shí),而假設(shè)梯形圖和現(xiàn)實(shí)中是不存在的。因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須對繼電器邏輯控制技術(shù)的概念和梯形圖的概念進(jìn)行詳細(xì)的區(qū)分。  圖4.2洗車機(jī)的梯形圖 4.3本章小結(jié) 全

34、自動洗車機(jī)實(shí)現(xiàn)PLC的操作實(shí)現(xiàn)。為了方便了解PLC外部硬件接口的具體功能,并在發(fā)生故障時(shí)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題,第一次更快地發(fā)現(xiàn)問題后相應(yīng)的PLC輸入,輸出,和方便發(fā)現(xiàn)問題從PLC連接或其應(yīng)用程序的問題,以下詳細(xì)列出PLC接口的相應(yīng)功能。梯形圖語言是PLC編程語言中的一種基本編程語言，本程序采用梯形圖語言編程。梯形圖是編程中常用的一種設(shè)計(jì)語言。每一步都有其因果關(guān)系。在眾多的編程語言中，梯形圖設(shè)計(jì)語言是工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的一種。繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述是梯形圖的前身，梯形圖是從梯形圖演化而來的。操作員很早就熟悉繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，因此由其演變而來的語言更容易被許多操作員識別，更容易掌握和普及。

35、 五、總結(jié) 本設(shè)計(jì)采用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一般控制洗車機(jī)在各種復(fù)雜的運(yùn)動,與精確的軟件設(shè)計(jì),設(shè)備的選擇模型和精確的參數(shù)設(shè)置,確保高精度洗衣機(jī),精度也能達(dá)到操作過程簡單、準(zhǔn)確的結(jié)果,和具有良好的穩(wěn)定性,提高電能的利用率。最人性化的設(shè)計(jì)在于機(jī)器的操作方式是全自動的，有效的提高了工作效率，告別了傳統(tǒng)的高強(qiáng)度的操作方式，更加人性化和合理。目前,在中國公共交通的快速發(fā)展,以及越來越多的私家車,高新技術(shù)的使用PLC自動洗車機(jī),必然會有一個(gè)非常廣闊的市場前景,必將創(chuàng)新行業(yè)的商業(yè)模式,這是技術(shù)革命,也是時(shí)代發(fā)展的需要。 PLC模型容量的一些相關(guān)知識以及德國西門子公司生產(chǎn)的s7-200系列PLC以及如何

36、根據(jù)自己的設(shè)計(jì)選擇PLC的I/O分配表。介紹了我們常用的電機(jī)類型，以及我們設(shè)計(jì)的電機(jī)的型號和參數(shù)。并繪制電機(jī)主電路圖。還介紹了傳感器、低壓電器、電路電源、傳感器等，主要介紹了光電傳感器的類型及應(yīng)用。低壓電器主要有接觸器、斷路器和熔斷器。當(dāng)我們完成了汽車清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)由PLC控制,我們也學(xué)會了低壓電器、傳感器和其他電氣工程相關(guān)知識,這有利于我lot.Students誰做畢業(yè)項(xiàng)目嚴(yán)重會發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上是一個(gè)非常罕見的和非常有趣的經(jīng)驗(yàn),將理論與實(shí)踐相結(jié)合,實(shí)踐大腦樂趣。通過自己的努力,相對完整的最終完成自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在那之后,PLC的控制開關(guān)的硬件連接,主電路的選擇開關(guān),和編程的繼電保護(hù)等等

37、都有一個(gè)更好的理解,我不再是一個(gè)簡單的對理論知識的理解,但結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)不再是紙上談兵,不再做語言的巨人,行動矮人。 在寫論文的過程中出現(xiàn)了很多問題，我不得不反復(fù)查閱相關(guān)資料，修改程序，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直到問題解決。正如馬克思所說，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。通過結(jié)合理論與實(shí)踐和鍛煉他們解決實(shí)際問題的能力,并通過畢業(yè)設(shè)計(jì),我可以控制整個(gè)技術(shù),選擇地方,和改進(jìn)的處理細(xì)節(jié),等等,這一切都使我的能力得到了進(jìn)一步提升,我有豐富的經(jīng)驗(yàn),我想這可能是我們繼續(xù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。 -28- 參考文獻(xiàn) [1].俞國亮．LC原理與應(yīng)用[M]．清華大學(xué)出版社.2005.40-80. [2].廖常初。LC

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