毕业设计 投币100元自助洗衣车机设计

1 前言前言 可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制 装置 早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制 因而被称为可编程逻辑控制器 Programmable Logic Controller 简称 PLC 随着微电子技术和微型计算机的发展 微处理器用于 PLC 使其不仅可以实现逻辑控制 还可以进行数字运算和处理 模拟量调 节和联网通信等 因此美国电气制造协会于 1980 年将它正式命名为可编程控制器 Programmable Controller 简称 PC 但近年来 PC 又成为个人计算机 Personal Computer 的简称 为避免发生混淆 我们仍把可编程控制器简称为 PLC 人们的统称的继电器控制具有结构简单 易于掌握 价格便宜等优点 在工业生产 中应用甚广 但是 这些控制装置体积大 动作速度较慢 耗电较多 功能少 特别是接 线复杂 排除故障非常困难而且要花费大量的时间 如果工艺要求发生变化 控制柜内的 元件和接线也需要作相应的变动 改造的工期长 费用高 通用性和灵活性较差 1968 年 美国最大的汽车制造商通用汽车公司 GM 为了适应汽车型号的不断翻 新 想寻找一种方法 以尽可能减少重新设计继电器控制系统和接线 降低成本 缩短时 间 而考虑把计算机的功能完善 通用灵活等优点与继电器控制的简单易懂 操作方便 价格便宜等优点结合起来 制成一种通用控制装置 提出了研制 PLC 的基本设想 1 编程 简单方便 可在现场修改程序 2 硬件维护方便 最好是插件式结构 3 可靠性要高于继电 器控制装置 4 体积小于继电器控制装置 5 可将数据直接送入管理计算机 6 成本上可与 继电器竞争 7 输入可以是交流 115V 8 输入为交流 115V 2A 以上 能直接驱动电磁阀 9 扩展时 原有系统只需做很小的改动 10 用户程序存储器容量器容量至少可以扩展到 4K 根据以上设想和要求 1969 年美国数字设备公司 DEC 研制出世界上第一台可编 程控制器 并在通用汽车公司的汽车生产线上试用成功 从而开创了工业控制的新局面 从此 这一更新技术就以很快的速度发展起来 现代的 PLC 已成为现代工业控制的三大支 柱 PLC 机器人和 CAD CAM 之一 时代在前进 生活水平在不断的提高 汽车作为出行的重要的交通工具所以轿车的 数量越来越多同时就带动了一个行业的发展 那就是洗车业 因此洗车便成了不可缺少的 话题和必须处理的事情 随着科技的发展 洗车机也从原来的人工洗车发展到了如今的自 动洗车 为了更加方便人民以后的洗车问题 本系统实现了完全的自动化洗车不需要人的 参加 也使得洗车越来越轻松 方便 快捷 随着工业控制器在人类生活中越来越广泛被 应用 该装置涵盖了可编程控制技术 位置控制技术 气动技术 检测技术等 本装置采用 的中心自动化控制 可编程控制器 即 PLC 来设计完成的 PLC 是在继电器控制和计 算机控制的基础上开发的产品 逐渐发展成以微处理器为核心 把自动化技术 计算机技 术 通信技术融为一体的新型自动控制装置 本文就是针对这一情况而设计的投币式自动 洗车系统 目录目录 一 一 设计目的设计目的 5 二 二 PLC 在控制系统中的应用在控制系统中的应用 7 2 三 三 调试结果调试结果 20 四 四 PLC 运行过称及其控制要运行过称及其控制要 21 五 五 参考文献参考文献 22 六 六 设计心得设计心得 23 一 设计目的一 设计目的 1 投币退币功能 投币退币功能 1 设计投币 100 元自助洗衣车机 2 有 3 个投币孔 分别为 5 元 10 元及 50 元 3 种 当投币合计 100 元或超过时 按 启动开关洗车机才会动作 启动灯亮起 3 7 段数码管会显示投币金额 当投币超过 100 元时 可按退币按钮 这时 7 段数码 管会退回零 表示找加余额 2 洗车动作流程 洗车动作流程 1 按下启动开关之后 洗衣车机开始往右移 喷水设备开始喷水 刷子开始洗刷 2 洗车机右移到达右限开关后 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 继续喷洒清洁剂 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 清洁剂停止喷洒 当洗车机往右移 3S 后停止 刷子开始洗刷 6 刷子洗刷 5S 后停止 洗衣车机继续往右移 右移 3S 后 洗衣车机停止 刷子又开 始洗衣刷 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 刷子开始洗衣刷 5S 后停止 洗衣车机继续往左移 3S 后 停止 刷子开始洗刷 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 将车洗衣干净 当碰到右极限开关时 洗车机停止前进并往左移 喷洒清水及刷子洗衣刷继续动作 直到碰到左极限开关后停止 并开始往右移 9 洗车机往右移 风扇设备动作将车吹干 碰到右极限开关时 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 则洗衣车整个流程完成 启动灯熄灭 3 原点复位设计 原点复位设计 若洗车机正在动作时发生停电或故障 则故障排除后心须使用原点复位 将洗车机复位到 原点 才能做洗车全流程的动作 洗衣车机往左移 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 二 二 PLC 控制系统中的应用 控制系统中的应用 1 自动洗车机配置如图所示 2 系统组成 4 3 I O 分配表 输入点 X0 左极限感测开关X1 右极限感测开关 X2 启动开关X3 复位开关 X4 退币孔X5 5 元投币孔 X10 10 元投币孔X15 50 元投币孔 输出点 Y0 洗车机左移Y1 洗车机右移 5 Y2 喷水机洒水Y3 喷洒清洁剂 Y4 刷子洗刷动作Y5 风扇吹干动作 Y6 启动灯 Y7 原点复位灯Y10 Y17 七段灯显示金额 4 PLC 实物 三菱 FX2N 系列 PLC 如上图 是超小型机 I O 点数最大可扩展到 256 点 它 有内置 8k 步的 RAM 使用存储盒后 最大容量可扩大到 16k 步 编程指令达 327 条 PLC 运行时 对一条基本指令的处理时间只要 0 08 s 它不仅能完成逻辑控制 数据排 列 三角函数运算 平方根以及浮点数运算 PID 运算等更为复杂的数据处理 本系统选用三菱 FX2N 32MR 型 PLC I O 总点数为 32 点 输入 输出端选 AC 电 6 源 220V 5 PLC 外部接线图 7 6 梯形图 梯形图 8 9 10 11 12 13 7 指令表 指令表 14 15 16 三 调试结果三 调试结果 经过软件调试程序后把程序输入到 PLC 编程器里面 把外部的接线接好 然后开始进 行硬件调试 在调试过程中 把其中的不足进行修改 经过多次的调试 最终使这个程序达 到了设计的要求 实现了控制要求 运行过程一切正常 17 四 四 PLC 运行过程及其控制要求运行过程及其控制要求 第 1 逻辑行 X3 为复位开关 当 X3 为接通状态是复位 Y2 喷水机洒水 Y3 喷洒清结 剂 Y4 刷子洗刷动作 Y5 风扇吹干动作 Y1 洗车机右移 置位 Y0 当洗车机在左限时 左极限感测开关 X0 通接为常闭状态 接通 Y0 显示已在原点位置 18 进行投币时第 25 33 41 逻辑行中 X5 X10 X15 为别为 5 元 10 元 50 元投 币孔 每投一次币后会自动累计由第 10 逻辑行驱动七段数码管显示金额 只能金额大于或 等于 100 元时才能按启动按钮 X2 投入金额超过 100 元 X4 接通进进行退币 分别置位 M20 M100 M20 接通使逻辑行 52 进行比较是否过额超过 50 元 若超过 50 元后 使 M15 M16 为接通状态 减去 50 元由退币孔退还 50 元 此时超额以小于 50 元 使 M17 为接通状态 同时 2 秒后 T8 通接判断此时是否大于 10 元 若还是大于 10 元 M12 M13 为接通状态 右减去 10 元由退币孔退还 10 元 一直退还到小于 10 元时 复位 M12 M13 M14 接通状态 同时再 2 秒后 T9 接通进行比较 等于 5 元 M10 接通 此时 逻辑行 104 时行减 5 元 由退币孔退还 此刻 D0 置存器以为 0 由逻辑行 114 判断是否 退还所有超出金额 M25 接通 T10 设时 1 秒后 复位 M20 M100 M25 此时 按启动按钮 X2 开始洗车动作 Y6 启动灯发光显示开始洗车 洗车机开始向 右移 喷水机洒水 到右限后接通 X1 洗车机向左移 左移到位 洗车机右移 同时停止 喷水机洒水 停止刷子洗刷动作 开始喷清洁剂 当洗车机右移到位后 左移 到位后右 移 停止 五 参考文献五 参考文献 1 袁任光 可编程控制器应用技术与实例 华南理工大学出版社 2003 2 常晓玲 电气控制系统与可编程控制器 北京 机械工业出版社 2004 3 钟肇新 彭侃 可编程控制器原理与应用 广州 华南理工大学出版社 2004 4 蒋少茵 PLC 控制的机械手 测控自动化 2004 年 6 期 17 18 页 5 钟肇新 可编程序控制器原理及应用 广州 华南理工大学出版社 2002 6 何有华 可编程序控制器及常用控制电器 北京 冶金工业出版社 2008 19 7 张兴国 可编程序控制器技术及应用 北京 中国电力出版社 2006 8 向晓汉 电气控制与 PLC 技术基础 北京 清华大学出版社 2006 9 周惠文 可编程序控制器技术及应用 北京 电子工业出版社 2007 10 狄建雄 毕业设计指南 南京 南京大学出版社 11 图书馆以及其他网络来源 六 设计心得六 设计心得 时间过得真快 一转眼 轻工五年 电大三年的学习生活就结束了 在我们离开学校 走向社会之前 我们还要完成我们最后的任务 毕业设计 刚知道要做毕业设计的时候 心里是七上八下的 总觉得自己做不好 可是在同学的鼓励下 我慢慢有了信心 一切从 头开始 大家互相帮助 首先 我们最重要的问题是确定毕业设计的题目 刚开始想出的题目都是比较简单 例如机械手 三层电梯之类的 这些都是我们比较熟悉的 可是做起来没有什么难度 最 终在大家的一致商议下 决定做 PLC 控制的自动洗车 其次 就是资料的准备工作 我们大家在网上查阅了部分有关的资料 也去了几次广 州图书馆 大家讨论完之后 就对资料进行整理和分类 最后 就是动手做毕业设计了 前面所做的一切 都是为这一步做铺垫 一步步地做 下去之后 会发现要做出来并不是太难 只不过每做一些 就会发现一处错误要修改 就 这样在不断的修改调试 再修改再调试 直到最后的胜利 时间很快就已经到了 现在毕业设计也已经到了尾声了 现在想想 毕业设计其实就 是让我们复习的一个过程 也是一个学习的过程 整理资料 这就是复习 接触新