PLC课程设计（论文）-自动洗车控制系统设计.doc

机电工程学院课程设计说明书设计题目: 自动洗车控制系统设计学生姓名： 学 号： 20094805 专业班级： 机制F09 指导教师： 2012年 12 月 08 日内容摘要本文介绍自动洗车控制系统的设计思想、设计步骤以及可以实现的功能。采用S7-200系列PLC实现自动洗车控制，并利用STEP7-icro/MIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计。 本文自动洗车控制系统采用了四个输入信号，分别为启动开关I0.0、右极限开关I0.1、左极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3;九个输出信号，洗车机右移Q0.0、风扇动作Q0.1、刷子动作Q0.2、洗车机左移Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、喷水Q0.5、洗车机Q0.6、启动灯Q0.7、复位灯Q1.0.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。根据输入输出数量采用CPU224即可满足需求。自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。关键词：自动洗车；PLC控制；顺序动作目 录第1章 引 言11.1 设计内容11.2 要求1第2章 自动洗车控制系统设计思想2第3章 自动洗车控制系统设计流程33.1 自动洗车控制系统流程图33.2 PLC的选型及自动洗车控制系统I/O地址的分配73.3 自动洗车控制系统I/O接线图93.4 自动洗车控制系统梯形图103.5 自动洗车控制系统语句表163.6 程序调试20结论28设计总结29谢辞30参考文献31第1章 引 言1.1 设计内容自动洗车控制系统设计1.2 要求1、按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始刷洗。 2、洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。 3、洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设备开始动作喷洒清洁剂。 4、洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。 5、洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁机停止喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始刷洗。6、刷子刷洗5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始刷洗5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。7、洗车机往左移3s后停止，刷子开始刷洗5s后停止，洗车机继续往左移3s后停止，刷子开始刷洗5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。8、洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到喷到左极限开关后停止，然后往右移。9、洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，喷到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。10、若 洗车机正在动作时发生停电或故障、则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下复位按钮，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。第2章 自动洗车控制系统设计思想洗车机的主运动是左右循环运动由左右行程开关控制，同时不同循环次序伴随不同的其它动作，如喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干动作等，系统采用互锁线路保证系统按设计步骤逐步进行。系统还采用了复位设计，如在洗车过程中由其它原因使洗车停止在非原点的其它位置，则需要手动对其进行复位，到位时复位灯亮，此时才可以启动，否则启动无效，洗车机经启动后可自动完成洗车动作后自行停止，也可在需要时手动停止。洗车机第一次右移时有喷水及刷洗动作，到达右极限使右极限开关动作从而控制洗车机左移，而喷水及刷洗继续，直到碰到左极限开关。洗车机第二次右移时，喷水停止、刷子动作及清洁剂开始喷洒，直到右极限行程开关动作，洗车机左移清洁剂继续喷洒，直到使左极限开关动作。洗车机第三次右移时，洗车机右移3s停止，刷子刷洗5s，连续两次后继续右移，直到碰到右极限开关，其中，洗车机右移及刷子刷洗由接通延时计时器T37和T38形成的震荡电路控制，直到碰到右极限开关后通过互锁使刷子动作电路断开，刷子停止工作。此时洗车机左移，进行和上次右移时同样的动作，直到碰到左极限行程开关。洗车机第四次右移，喷洒清水及刷子动作，直到碰到右极限开关。洗车左移同时喷水刷洗继续直到喷到左极限开关喷水刷洗停止。洗车机第五次右移，风扇开始动作，直到碰到右极限开关，洗车机左移风扇继续动作。洗车机左移直到碰到左极限开关，控制整个设备停止，洗车机完成洗车。第3章 自动洗车控制系统设计流程NNNN开始在原点?右极限？左极限？启动洗车右移，喷水刷洗，启动灯亮洗车左移，喷水刷洗继续复位到位复位灯亮AYY洗车右移，喷水刷洗停止，喷清洁剂Y右极限？3.1 自动洗车控制系统流程图A洗车左移，继续喷清洁剂洗车右移，停喷清洁剂右移3S?左极限？YY洗车停，刷子刷洗5S？YY洗车右移，刷子停3S？BNNNNNNB5S？3S？3S?5S?右极限？洗车停，刷子刷洗Y刷子停，洗车右移Y Y洗车左移Y洗车停，刷子刷洗Y洗车左移，刷子停CNNNNY 洗车停，刷子刷洗5S？刷子停，洗车左移左极限？洗车右移，喷水刷洗右极限？洗车左移，喷水刷洗继续左极限？洗车右移，喷水刷洗停止，风扇工作DYYYYCNNND右极限？洗车左移，风扇继续工作左极限？整个流程结束，启动灯灭结束YYNN图 3-1 程序流程图3.2 PLC的选型及自动洗车控制系统I/O地址的分配目前国内应用较广的PLC有三菱、西门子等。综合方便、安全、高效等因素本设计选用西门子PLC。本文自动洗车控制系统采用了五个输入信号，分别为启动开关I0.0、左极限开关I0.1、右极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3、停止按钮I0.4;八个输出信号，洗车机左移Q0.0、洗车机右移Q0.1、刷子动作Q0.2、喷水Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、风扇动作Q0.5、复位灯Q0.6、启动灯Q0.7.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。根据输入输出数量采用EM224即可满足需求。表2-1 自动洗车控制系统I/O地址分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号启动信号常开按钮SB1I0.0右极限信号行程开关SQ1I0.1左极限信号行程开关SQ2I0.2原点复位信号常开按钮SB2I0.3输出信号洗车机右移接触器KM1Q0.0风扇动作接触器KM5Q0.1刷子刷洗接触器KM2Q0.2洗车机左移接触器KM3Q0.3喷洒清洁剂电磁阀YV1Q0.4喷水动作电磁阀YV2Q0.5洗车机停止接触器KM4Q0.6启动灯信号指示灯HL1Q0.7复位灯信号指示灯HL2Q1.03.3 自动洗车控制系统I/O接线图24V DCSB2图3-2 I/O接线图3.4 自动洗车控制系统梯形图ABABCCDDEE图 3-3控制系统梯形图3.5 自动洗车控制系统语句表图3-4 自动洗车控制系统语句表 3.6 程序调试 S7-200sim3.0是西班牙PLC爱好者编写的一个PLC模拟仿真软件。该软件支持所有型号的S7-200系列PLC。使用S7-200sim3.0可以模拟仿真大多数PLC程序大大简化了PLC程序调试步骤，缩短了程序调试时间。S7-200sim3.0调试方法如下：1.将在Step7MicroWin中编译正确的程序在文件菜单中导出为AWL文件；2.打开仿真软件S7-200sim3.0，点“配置”-“CPU型号”，然后选择CPU 222；3.点“程序”-“载入程序”； 4.选择Step7MicroWin的版本；5.将先前导出的AWL文件打开；6.点“PLC”-“运行”，开始调试程序。本程序的调试过程如下：1、载入程序图3-5 调试图12、输入I0.0，输出Q0.0、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即按下启动开关后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始刷洗。图3-6 调试图23、 输入I0.1，输出Q0.2、Q0.3、Q0.5、Q0.7。即洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。图3-7 调试图34、输入I0.2,输出Q0.0、Q0.4、Q0.7。洗车机左移到左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设备开始动作，喷洒清洁剂。图3-8 调试图45、 输入I0.1，输出Q0.3、Q0.4、Q0.7，即洗车机右移达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。图3-9 调试图56、 输入I0.2，Q0.0与Q0.2交替输出。即洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒 ，右移3秒后刷子开始刷洗5秒，在右移3秒，刷洗5秒。之后到达右极限后停止，开始往左移。图3-10 调试图67、 输入I0.1，Q0.3和Q0.2交替输出。即洗车机左移3秒、刷洗5秒，继续左移3秒，刷洗5秒，之后左移到左极限开关后停止，然后往右移。 图3-11 调试图78、输入I0.2，输出Q0.0、Q0.5、Q0.2、Q0.7。即洗车机向右移，并喷洒清水与洗刷。图3-12 调试图89、输入I0.1、输出Q0.3、Q0.2、Q0.5、Q0.7。即洗车机到达有极限开关后左移，喷洒清水及刷子继续动作，直道碰到左极限开关后停止，然后向右移。图3-13 调试图910、 输入I0.2，输出Q0.0、Q0.1、Q0.7。即洗车机往右移风扇设备动作将车吹干。图3-14 调试图1011、输入I0.1，输出Q0.3、Q0.1、Q0.7。即洗车机到达有极限开关后开始往左移，风扇继续动作。图3-15 调试图1112、 输入I0.2，即到达左极限开关后，洗车全部完成，启动灯熄灭。图3-16 调试图12综上，整个调试过程准确无误，满足设计要求。结论本设计自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。但实际操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自动洗车在工作中因断电或故障停止后，必需复位后从新启动，这样就会浪费以前的大量工作，在后继工作中需要克服改进使自动洗车实现真正意义的自动化，不仅是一直得电可以顺利完成自动清洗，即使在中途断电后，再启动，仍会继续以前的工作，这样可以提高效率，降低成本，避免无谓的重复工作。也应该设置手动挡，以便针对车不同的脏的程度，。可以选则性的增加某一或某些动作。改进方向应向更安全、更经济、更可靠及更简单发展，还需继续做大量的努力及工作。设计总结本文洗车机的主运动是左右循环运动由左右行程开关控制，同时不同循环次序伴随不同的其它动作，如喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干动作等。系统采用互锁线路保证系统按设计步骤逐步进行。系统还采用了复位设计，如在洗车过程中由其它原因使洗车停止在非原点的其它位置，则需要手动对其进行复位，到位时复位灯亮，此时才可以启动，否则启动无效，洗车机经启动后可自动完成洗车动作后自行停止，也可在需要时手动停止。自动洗车控制系统采用了四个输入信号，分别为启动开关I0.0、右极限开关I0.1、左极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3;九个输出信号，洗车机右移Q0.0、风扇动作Q0.1、刷子动作Q0.2、洗车机左移Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、喷水Q0.5、洗车机Q0.6、启动灯Q0.7、复位灯Q1.0.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。根据输入输出数量采用CPU224即可满足需求。本设计自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。但实际操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。如自动洗车在工作中因断电或故障停止后，必需复位后从新启动，这样就会浪费以前的大量工作，在后继工作中需要克服改进使自动洗车实现真正意义的自动化，不仅是一直得电可以顺利完成自动清洗，即使在中途断电后，再启动，仍会继续以前的工作，这样可以提高效率，降低成本，避免无谓的重复工作。也应该设置手动挡，以便针对车不同的脏的程度，。可以选则性的增加某一或某些动作。如实际操作中，若不小心触动行程开关，则程序就会产生误操作，使程序产生逻辑错误或者是根本无法运行，这一点具有实际生产意义，必须加以考虑。 谢辞首先，我感谢本设计文是在王宗才老师的精心指导和大力支持下完成的。他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从确定命题查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，论文写作等整个过程中都给予了我悉心的指导。我对的感激之情是无法用言语表达的。最后感谢在大学三年半期间，传授我知识的老师们，感谢在学习和生活上给予我帮助的同学们。经过两周的学习，本次课程设计已经接近尾声，作为一个在校学生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，毕竟这次设计是我第一次进行电气全面和系统的设计，疏漏和不足之处在所难免，可能存在许多细节未做到及时处理，请老师指正，以帮助我不断提高，不断进步。我相信通过这次全面系统的设计以及在这个过程中各位老师的不断点拨，在今后的工作中我一定会做到更好。参考文献1 王宗才.机电传动与控制.北京：电子工业出版社，2011.