自动洗车控制系统的设计

- -1摘要本说明书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。 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- -2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 .32.1 自动洗车控制系统分析 .22.2 自动洗车控制系统流程图 .3第 3 章 自动洗车控制系统主机的选择 .1031 自动洗车控制系统 I/O 地址的分配 .1032 自动洗车控制系统 I/O 接线图 .1033 自动洗车控制系统梯形图 .1234 自动洗车控制系统语句表 .17结论 .20设计总结 .21谢辞 .22参考文献 .23- -1第 1 章 引言自动洗车机是利用可编程控制器控制各部件来清洗汽车的一种专业设备，全自动运行，清洗速度极快，无需人工干预。其主要由控制系统和各动作实现部件构成。随着汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。随着社会自动化的不断发展，各种类型的自动洗车机必将取代传统的手工洗车方式，并形成以其为中心的产业链。可编程控制器 PLC 以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活，而且结构简单。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，喷水机及刷子继续动作，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，清洁机继续喷洒，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。- -29、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。- -3第 2 章 自动洗车控制系统设计思想2.1 自动洗车控制系统分析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。2.2 自动洗车控制系统流程图- -4开 始 在 原 点 ？ 启 动 复 位 到 位 复 位 灯 亮 N Y 洗 车 右 移 ， 喷 水 刷 洗 ， 启 动 灯 亮 右 极 限 ？ N Y洗 车 左 移 ， 喷 水 刷 洗 继 续 左 极 限 ？ N Y1- -5洗 车 右 移 ， 喷 水 刷 洗 停 止 喷 清 洁 剂 右 极 限 ？ N Y 洗 车 左 移 ， 继 续 喷 清 洁 剂 左 极 限 ？ N Y 洗 车 右 移 ， 停 喷 清 洁 剂 右 移 3S？ 洗 车 停 ， 刷 子 刷 洗 5S？ N N Y Y 1 2 - -63S? 洗 车 右 移 ， 刷 子 停 Y N 洗 车 停 ， 刷 子 刷 洗 刷 子 停 ， 洗 车 右 移 洗 车 左 移 5S? 右 极 限 ? 3S? Y Y Y N N N 23- -7洗 车 停 ， 刷 子 刷 洗 5S? 洗 车 左 移 ， 刷 子 停 3S? Y N Y N 洗 车 停 ， 刷 子 刷 洗 左 极 限 ？ Y N 34- -8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 右 极 限 ？ N Y N N Y Y 45- -9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 N Y Y 图 2-1 自动控制系统流程图5- -10第 3 章 自动洗车控制系统主机的选择31 自动洗车控制系统 I/O 地址的分配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 3-1 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 地址编码启动信号 常开按钮 SB1 I0.0右极限信号 行程开关 SQ1 I0.1左极限信号 行程开关 SQ2 I0.2输入信号原点复位信号 常开按钮 SB2 I0.3洗车机右移 接触器 KM1 Q0.0风扇动作 电动机 M Q0.1刷子刷洗 接触器 KM2 Q0.2洗车机左移 接触器 KM3 Q0.3喷洒清洁剂 电磁阀 YV1 Q0.4喷水动作 电磁阀 YV2 Q0.5洗车机停止 接触器 KM4 Q0.6启动灯信号 灯泡 HL1 Q0.7输出信号复位灯信号 灯泡 HL2 Q1.0- -1132 自动洗车控制系统 I/O 接线图图 3-1- -123.3 自动洗车控制系统梯形图- -13- -14- -15- -16- -1734 自动洗车控制系统语句表Network 1 / Network Title/ Network CommentLD I0.3O M0.5AN I0.2= M0.5Network 2 LD M0.5EUS Q0.3, 1Network 3 LD I0.2EUAW= C0, 0R Q0.3, 1S Q1.0, 1Network 4 LD I0.0A I0.2O M0.0= M0.0Network 5 LD I0.1EULD I0.3O I0.0CTU C0, 5Network 6 LD I0.0EULD I0.2EUOLDO Q0.0AN T37AN T39- -18LD T38O T40OLDAN I0.1AW= C0, 4A M0.0= Q0.0Network 7 LD I0.1O Q0.3AN T41AN T43LD T42O T44OLDAN I0.2= Q0.3Network 8 LD I0.0EUS Q0.7, 1S Q0.5, 1S Q0.2, 1R Q1.0, 1Network 9 LD I0.2AW= C0, 1R Q0.5, 1R Q0.2, 1S Q0.4, 1Network 10 LD I0.2AW= C0, 2R Q0.4, 1Network 11 LD I0.2O M0.1AW= C0, 2AN T38= M0.1Network 12 LD M0.1TON T37, 30A T37TON T38, 50Network 13 LD T38O M0.2AN T40= M0.2Network 14 LD M0.2TON T39, 30A T39TON T40, 50Network 15 LD I0.1O M0.3AW= C0, 3AN T42= M0.3Network 16 LD M0.3TON T41, 30A T41TON T42, 50Network 17 LD T42- -19O M0.4AN T44= M0.4Network 18 LD M0.4TON T43, 30A T43TON T44, 50Network 19 LD T43O T37O T39O T41S Q0.2, 1Network 20 LD T44O T38O T40O T42R Q0.2, 1Network 21 LD I0.2AW= C0, 3S Q0.5, 1S Q0.2, 1Network 22 LD I0.2AW= C0, 4R Q0.5, 1R Q0.2, 1S Q0.1, 1Network 23 LD I0.2AW= C0, 5R Q0.1, 1R Q0.7, 1S Q1.0, 1- -20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。研究方向改进应向更安全、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。- -21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。因每次动作的开始都是碰到左行程开关才实现，所以运用计数器记录左极限信号脉冲的次数从而控制上述辅助运动按要求依次动作。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