基于S7-200PLC控制的汽车自动清洗装置的系统设计本科设计

1、学号电气控制与可编程控制技术课 程 设 计（ 2009级本科） 题 目：基于S7-200PLC控制的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： 卢 彦 刚 指导教师： 张静 职称： 副教授 完成日期： 2012 年 1 2 月 14 日课程设计任务书 学 生 姓 名卢彦刚学 号专 业 方 向电力系统班 级09级（2）班题 目 名 称基于S7-200PLC控制汽车自动清洗装置控制设计一、设计要求及任务1设计要求根据下面的流程图工作：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，泡沫发动机先开始工作，经过10s后，

2、清洗发动机开始工作，清水对小车进行清洗。在经过20s后，鼓风发动机开始工作，对小车进行风干处理，经过10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，按下I0.3，泡沫发动机开始工作。按下I0.4清洗发动机开始工作，按下I0.5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

3、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一 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星期五 答辩指导老师签字: 目 录一、 设计目的1二、汽车自动清洗装置的设计要求及任务12.1要求12.2 设计任务2三、硬件设计23.1汽车自动清洗结构图及组成和控制面板23.2 PLC的选择33.3外部接线图3四、软件设计44.

4、1 IO分析44.2 IO分配表44.3 PLC程序梯形图5五、设计程序调试及分析65.1自动下的调试结果65.2 手动下的调试结果7六、课程设计总结9谢 辞10参考文献11一、 设计目的本次汽车自动清洗装置的设计的内容主要是PLC控制技术的的定时器应用，设计汽车自动清洗装置，并在实践的中进行一次系统的训练。能够较全面的巩固和应用“PLC应用技术”课程所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型PLC系统设计的基本方法。二、汽车自动清洗装置的设计要求及任务2.1要求 选择开关自动运行手动运行泡沫清洗清水清洗风 干停 止停止开关图3.2 汽车清洗控制流程图1、自动方式：不按选择开关I0.0，按下I0

5、.1启动按钮，则自动工作，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30s后，鼓风发动机开始工作，对小车进行风干处理，经过10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，按下I0.3，泡沫发动机开始工作。按下I0.4清洗发动机开始工作，按下I0.5鼓风发动机开始工作，按下停止开关I0.2，停止工作。2.2 设计任务学生根据控制要求，明确设计任务，运用设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行汽车自动清洗装置运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程

6、应用能力、系统仿真调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计出硬件系统的接线图、梯形图等；2.系统有启动、停止功能；3.运用功能指令进行PLC控制程序设计；4.进行系统调试，实现汽车自动清洗装置控制要求。三、硬件设计3.1汽车自动清洗结构图及组成和控制面板 图3.1 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，当按下START启动按钮后，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

7、洗车。本系统由控制面板，PLC系统，三个电机组成，结构如图3.2所示电 机控制面板PLC控制系统汽车图2.1 汽车清洗结构图3.2 PLC的选择经过对几家公司生产的PLC要从应用、价格、可靠性和实验室的实际情况考虑等各个方面因素的考虑，依据本设计需要6输入口，3输出口，本系统设计选用西门子S7200系列，CPU选择CPU221。3.3外部接线图图3.3 外部接线图图3.4 PLC控制接线图四、软件设计4.1 IO分析 根据课程任务要求，当选择开关（COS）置于手动方式，当按下START启动按钮后，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

8、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。4.2 IO分配表信号名称输入输出端标号输入信号选择开关COSI0.0启动按钮STARTI0.1停止按钮STOPI0.2泡沫清洗按钮I0.3清水清洗按钮I0.4风干按钮I0.5输出信号泡沫清洗Q0.0清水清洗Q0.1风干Q0.24.3 PLC程序梯形图五 设计程序调试及分析当打开选择开关I0.0时，I0.0常闭触电断开，实现手动控制，按下I0.1，可实现手动控制，可以按客户要求实现清洗：当按下I0.3时，I0.3闭合，线圈得电，进行15s的泡沫清洗，时间到后，常闭触电T37断开，

9、泡沫清洗完成；当按下I0.4时，I0.4闭合，线圈得电，进行30s的清水清洗，时间到后，常闭触点T38断开，清水清洗完成；当按下I0.5时，线圈得电，进行10s的风干处理，时间到后，T39断开，完成汽车的风干处理。当I0.0处于关闭状态，单独按下启动开关I0.1时，I0.0断电，其常闭触点闭合，实现汽车泡沫、清水、风干的全自动清洗。手动状态下演示如图5.1所示5.1自动下的调试结果图5.1自动状态下进行泡沫清洗 图5.2自动状态下进行清水清洗 图5.3自动状态下进行风干 图5.4系统处于自动状态下进行停止5.2 手动下的调试结果图5.5手动状态下进行泡沫清洗 图5.6手动状态下进行清水清洗图5

10、.7手动状态下进行风干 图5.8手动状态下进行停止（拨上开关I0.2）六、课程设计总结本课程设计采用西门子S7-200PLC系统控制，达到对对汽车的自动及手动清洗目的，实现汽车清洗业的自动化。本设计除了具有了其自身特点外，还具备了结构简单明了、安装调试简便、操作简便易懂、经济实用的特点，具有高性价比，是汽车自动清洗装置的简单系统。并且，在清洗过程中，准确的控制了用水量及用水时间，大大的节约了水资源。而且可以满足客户的不同需求，分别进行泡沫清洗、清水清洗、清洗后的风干等操作，为客户提供了便利。但本系统不适合大型、复杂的清洗工序，有待于改。 谢 辞本文是在张静老师的悉心指导下完成的。老师为论文课题

11、的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。张老师的严谨治学、不断探索的科研作风，敏锐深邃的学术洞察力，孜孜不倦的敬业精神，给我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文结束之际，特向我敬爱的导师张老师致以最崇高的敬礼和深深的感谢！经过近段的努力，我顺利的完成了我的毕业设计。这份毕业设计既是对过去三年所学知识的总结，又是对自己知识的提高的良机。实践是最好的老师。通过毕业设计，一方面可以发现自己的不足，纠正学习中的错误；另一方面又可以积累丰富的知识，吸取别人好的方法和经验，增强对复杂问题的解决能力，摸索出一套解决综合问题的方法，为自己以后的工作和学习打下坚实的基础。毕

12、业设计中既动脑、又动手，是一个理论与实际结合的过程。仅仅有理论是不够的，更重要的是实践经验。对设计方案的优越化，也需要我们综合各方面的因素考虑，尤其是实际，最后我还想向教育我、支持我的各位老师及帮助过我的各位同学朋友表以真挚的谢意！参考文献1 张晓峰 张静.电气控制与可编程控制技术及应用.国防工业出版社 2010年1月2 周美兰,周封,王岳宇编著.PLC电气控制与组态设计.北京：科学出版社 2003年5月3 程子华.PLC原理与编程实例分析.北京：国防工业出版社2007年1月4 李道霖.电气控制与PLC原理及应用.北京：电子工业出版社，2006,7月5 曾宪国.PLC在三相异步电动机中的应用.中国知网：6 孙 平 .可编程控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，2004,8月7 董爱华.可编程控制器原理及应用.北京：中国电力出版社，20098 张凤珊.电气控制及可编程控制（第二版）.北京：中国轻工业出版社，2009,8月 电气控制与PLC课程设计成绩评定表姓 名卢彦刚学 号专业班级电气工程及其自动化09（2）班课