基于S7200PLC控制汽车自动清洗装置控制设计PLC

学号 1151401154电气控制与可编程控制技术课 程 设 计（ 2011 级本科）题 目：基于 S7-200PLC 汽车自动清洗装置的系统设计 系（部）院： 物 理 与 机 电 工 程 学 院 专 业： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 作者姓名： 郑家明 指导教师： 张静 职称： 副教授完成日期： 2014 年 6 月 30 日课程设计任务书学 生 姓 名 郑家明 学 号 1151401154专 业 方 向 电力系统 班 级 11 级（1）班题 目 名 称 基于 S7-200PLC 控制汽车自动清洗装置控制设计一、设计的主要内容1.完成控制系统的硬件设计，主要包括：电气元件的选择、电气原理图设计、可编程控制器输入输出接线图设计及控制面板设计等。2.完成控制梯形图的软件设计，主要包括：控制程序流程图设计、梯形图程序设计及仿真调试。3.完成课程设计说明书的撰写，主要包括：封面、目录、设计任务书、设计总体思路、硬件设计、软件设计、总结体会、参考文献等二、设计要求及任务1设计要求汽车自动清洗装置控制系统的设计初步分为自动方式和手动方式，每个方式包括 6 个过程：强洗，中洗，弱洗，泡沫清洗过程、清水清洗过程、鼓风机风干过程，具体过程如下所示：1、自动方式：不按选择开关 I0.0，按下 I0.1 启动按钮，则自动工作，然后按下 I0.3 或者 I0.4，或 I0.5 来选择强洗，中洗还是弱洗然后泡沫发动机先开始工作，经过 15s 后，清洗发动机开始工作，清水对小车进行清洗。在经过 25s 后，鼓风发动机开始工作，对小车进行风干处理，经过 15 秒后，鼓风机停止工作，按下停止开关 I0.2，停止工作。2、手动方式：按下选择开关 I0.0，再按下 I0.1 启动按钮，手动工作，然后按下 I0.3 或者 I0.4，或 I0.5 来选择强洗，中洗还是弱洗然后按下I0.6，泡沫发动机开始工作，按下 I0.7 清洗发动机开始工作，按下 I1.0 鼓风发动机开始工作，按下停止开关 I0.2，停止工作。二、设计的主要内容1.完成控制系统的硬件设计，主要包括：电气元件的选择、电气原理图设计、可编程控制器输入输出接线图设计及控制面板设计等。2.完成控制梯形图的软件设计，主要包括：控制程序流程图设计、梯形图程序设计及仿真调试。3.完成课程设计说明书的撰写，主要包括：封面、目录、设计任务书、设计总体思路、硬件设计、软件设计、总结体会、参考文献等三、设计进度安排第一周星期二 下达设计任务书，了解控制系统设计相关知识星期二星期四 查阅文献资料，确定控制系统的总体设计方案，完成控制系统的硬件设计星期五 完成控制系统的软件设计及调试第二周星期一星期二 继续完成控制系统的软件设计及调试星期三星期四 撰写课程设计说明书指导老师签字: 目 录第 1 章 设计的目的和意义 .1第 2 章 总体设计 .12.1 课程设计内容 .12.2 课程设计要求分析 .12.3 汽车自动清洗装置控制系统设计 .22.3.1 总体设计思想 .22.3.2 设计方案论证 .2第 3 章 PLC 硬件外部接线图 .33.1 PLC 的选择 .33.2 汽车自动清洗结构图及组成和控制面板 .33.3 PLC 硬件接线图 .4第 4 章 软件设计 .54.1 IO 分析 .54.2 I/O 地址分配 .64.3 梯形图 .6第 5 章调试仿真 .9第 6 章 课程设计总结 .16参考文献 .171第 1 章 设计的目的和意义随着社会的发展，plc 在各行各业应用的越来越广泛，工业、技术、机械、医疗、农业等等，PLC 的智能控制原则是控制系统的核心，采用 PLC 把各种信息输入相应的程序，对于不同的要求，我们只要根据需要，修改一些程序，这样就可以实现我们想要的效果。汽车自动清洗的广泛应用，大大提高了我们的效率，对于一些需要通过手动或者是机械性的操作具有明显效果。用可编程控制器实现汽车自动清洗的控制系统，以及该系统软、硬件设计方法，实验证明该系统实现简单、经济，有效，通过分析汽车自动清洗在控制与管理带来的方便，结合实际情况阐述了汽车自动清洗控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的汽车自动清洗控制系统的 PLC 设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的作用更加突出。 第 2 章 总体设计2.1 课程设计内容设计课题：设计汽车自动清洗装置控制系统设计（包括自动和手动） ；设计任务及要求:掌握PLC工作原理、编程及调试方法及应用技术；根据控制要求，制定合理的设计方案；正确选用PLC，确定输入、输出设备；PLC的IO点分配，并绘制其连接图，及其外部硬件图；设计PLC控制程序；绘制有关图纸；编制设计说明书。2.2 课程设计要求分析汽车自动清洗装置控制系统的设计初步分为自动方式和手动方式，每个方式包括 6 个过程：强洗，中洗，弱洗，泡沫清洗过程、清水清洗过程、鼓风机风干过程，具体过程如下所示：21、自动方式：不按选择开关 I0.0，按下 I0.1 启动按钮，则自动工作，然后按下 I0.3 或者 I0.4，或 I0.5 来选择强洗，中洗还是弱洗然后泡沫发动机先开始工作，经过 15s 后，清洗发动机开始工作，清水对小车进行清洗。在经过25s 后，鼓风发动机开始工作，对小车进行风干处理，经过 15 秒后，鼓风机停止工作，按下停止开关 I0.2，停止工作。2、手动方式：按下选择开关 I0.0，再按下 I0.1 启动按钮，手动工作，然后按下 I0.3 或者 I0.4，或 I0.5 来选择强洗，中洗还是弱洗然后按下 I0.6，泡沫发动机开始工作，按下 I0.7 清洗发动机开始工作，按下 I1.0 鼓风发动机开始工作，按下停止开关 I0.2，停止工作。2.3 汽车自动清洗装置控制系统设计2.3.1 总体设计思想分别用 S7-200 PLC 的输入端 I0.0,I0.1，I0.2 分别控制系统的自动方式和手动方式的选择，启动，停止，I0.3 选择强洗，I0.4 选择中洗，I0.5 选择弱洗，I0.6 控制手动泡沫清洗，I0.7 控制手动清水清洗，I1.0 控制手动风干，在这里显示结果用 plc 的输出端子 Q0.0 模拟强洗指示灯，Q0.1 模拟中洗指示灯，Q0.2 来模拟弱洗指示灯，Q0.3 来模拟泡沫清洗，Q0.4 来模拟清水清洗，Q0.5 风干过程。2.3.2 设计方案论证本设计采用 PLC 控制方式，选用西门子 S7-200PLC 作控制器,清洗过程显示用 plc 输出端子来模拟完成本设计要求的各项指标，实现汽车清洗系统的控制，设计框图如下：3开 始（ 选 择 开 关 I 0 . 0 ）自 动 方 式I 0 . 1手 动 方 式（ I 0 . 0 ，I 0 . 1 ）强 洗I 0 . 3中 洗I 0 . 4弱 洗I 0 . 5强 洗I 0 . 3中 洗I 0 . 4弱 洗I 0 . 5泡 沫 清 洗 （ 手 动 I 0 . 6 ）清 水 清 洗 （ 手 动 I 0 . 7 ）风 干 过 程 （ 手 动 I 1 . 0 ）停 止 开 关I 0 . 2结 束图 2.3.2.1 设计框图第 3 章 PLC 硬件外部接线图3.1 PLC 的选择本汽车清洗控制系统共有输入 9 点，输出 6 点，根据实际情况，选择西门子 S7-200 系列的 CPU224 PLC 作为控制器。3.2 汽车自动清洗结构图及组成和控制面板选 择 开 关启 动 开 关泡 沫 清 洗风 干 开 关强 洗 开 关中 洗 开 关弱 洗 开 关停 止 开 关清 水 清 洗图 3.2.1 汽车清洗控制面板汽车自动清洗装置的主要功能是：当选择开关（COS）置于手动方式，当按4控制面板 PLC 控制系统 汽车电 机下 START 启动按钮后，可以选择强洗，中洗，弱洗等方式，实现按泡沫清洗按钮，则运行泡沫清洗；按清水冲洗按钮，则运行清水冲洗；按下风干按钮，则运行风干。当方式选择开关置于自动方式，当按下 START 启动后，自动按洗车流程执行。任何时候按下 STOP，则所有输出复位，停止洗车。本系统由控制面板，PLC 系统，三个电机组成，结构如图 4.3.2 所示图 3.2.2 汽车清洗结构图3.3 PLC 硬件接线图根据设计任务要求 PLC 主机的硬件接线图如下图所示:M 23 M 33 L 1 L 2 L 3Q SF UF R 1F R 2 F R 3K M 1K M 2K M 3M 13 图 3.3.1 PLC 控制接线图5MQ 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 I 0 . 6 I 0 . 7 I 1 . 0S B 1 S B 2 S B 3 S B 4 S B 5 S B 6S B 7S B 8 S B 9LK M 1 K M 2 K M 3 2 2 0 VC P U 2 2 4图 3.3.2 P