自助洗車(chē)機(jī)控制設(shè)計(jì)-PLC課程設(shè)計(jì).doc
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第1章 控制工藝流程分析 1.1 自主洗車(chē)控制過(guò)程描述 設(shè)計(jì)投幣100元自助洗車(chē)機(jī)。 1.有3個(gè)投幣孔,分別為5元、10元及50元3種,當(dāng)投幣合計(jì)100元或超過(guò)時(shí),按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)洗車(chē)機(jī)才會(huì)動(dòng)作,啟動(dòng)燈亮起。7段數(shù)碼管會(huì)顯示投幣金額(用BCD碼),當(dāng)投幣超過(guò)100元時(shí),可按退幣按鈕,這時(shí)7段數(shù)碼管會(huì)退回零,表示找回余額(退幣選作)。 洗車(chē)機(jī)動(dòng)作流程。 1).按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)之后,洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移,噴水設(shè)備開(kāi)始噴水,刷子開(kāi)始洗刷。 2).洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后,開(kāi)始往左移,噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動(dòng)作。 3).洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)后,開(kāi)始往右移,噴水機(jī)及刷子停止動(dòng)作,清潔劑設(shè) 備開(kāi)始動(dòng)作——噴灑清潔劑。 4).洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后,開(kāi)始往左移,繼續(xù)噴灑清潔劑。 5).洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)后,開(kāi)始往右移,清潔劑停止噴灑,當(dāng)洗車(chē)機(jī)往右移3s后停止,刷子開(kāi)始洗刷。 6).刷子洗刷5s后停止,洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往右移,右移3s后,洗車(chē)機(jī)停止,刷子又開(kāi)始洗刷5s后停止,洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往右移,到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)停止,然后往左移。 7).洗車(chē)機(jī)往左移3s后停止,刷子開(kāi)始洗刷5s后停止,洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往左移3 s后停止,刷子開(kāi)始洗刷5s后停止,洗車(chē)機(jī)繼續(xù)往左移,直到碰到左極限開(kāi)關(guān)后停止,然后往右移。 8).洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移,并噴灑清水與洗刷動(dòng)作,將車(chē)洗干凈,當(dāng)碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí),洗車(chē)機(jī)停止前進(jìn)并往左移,噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動(dòng)作,直到碰到左極限開(kāi)關(guān)后停止,并開(kāi)始往右移。 9).洗車(chē)機(jī)往右移,風(fēng)扇設(shè)備動(dòng)作將車(chē)吹干,碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí),洗車(chē)機(jī)停止并往左移,風(fēng)扇繼續(xù)吹干動(dòng)作,直到碰到左極限開(kāi)關(guān),則洗車(chē)整個(gè)流程完成,啟動(dòng)燈熄滅。 2.原點(diǎn)復(fù)位設(shè)計(jì)。 若洗車(chē)機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障,則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位,將洗車(chē)機(jī)復(fù)位到原點(diǎn),才能做洗車(chē)全流程的動(dòng)作,其動(dòng)作就是按下[復(fù)位按鈕],則洗車(chē)機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止,洗車(chē)機(jī)往左移,當(dāng)洗車(chē)機(jī)到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)時(shí),原點(diǎn)復(fù)位燈亮起,表示洗車(chē)機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。 3. 自助洗車(chē)機(jī)的長(zhǎng)處 ⑴.使用洗車(chē)機(jī)洗一輛車(chē)的時(shí)間只需要3~4分鐘,效率高。 ⑵.使用自助洗車(chē)機(jī)能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省成本。 ⑶.一般使用新科學(xué)技術(shù)研發(fā)的自助洗車(chē)機(jī)清洗與職員手洗比起來(lái)更易吸引客戶,在提高群體形象的同時(shí),又能大幅度提高的經(jīng)濟(jì)收益。 ⑷.自助洗車(chē)機(jī)純粹可以采用輪回水設(shè)備,水用量在原有上可削減1/3,更可有用的合理哄騙水資源,節(jié)能環(huán)保。 1.2自助洗車(chē)機(jī)控制工藝分析 洗車(chē)機(jī)的主運(yùn)動(dòng)是左右循環(huán)運(yùn)動(dòng),有左右行程開(kāi)關(guān)控制,同時(shí)不同循環(huán)次序伴隨不同的動(dòng)作,如噴水刷車(chē)噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì),如在洗車(chē)工程中由于其他原因使洗車(chē)停止在非原點(diǎn)的其他位置,則需手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)位,到位時(shí)復(fù)位燈亮,此時(shí)才可以啟動(dòng),否則啟動(dòng)無(wú)效。洗車(chē)機(jī)經(jīng)啟動(dòng)后可自行完成洗車(chē)動(dòng)作后自行停止,也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。 洗車(chē)機(jī)第一次右移有噴水及刷車(chē)動(dòng)作,到達(dá)有極限使右極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作,從而控制洗車(chē)機(jī)左移,而噴水及刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第二次右移時(shí),噴水停止,刷子動(dòng)作及清潔劑開(kāi)始噴灑,直到右極限行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作,洗車(chē)機(jī)左移,清潔劑繼續(xù)噴灑,直到使左極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作。洗車(chē)機(jī)第三次右移時(shí),洗車(chē)機(jī)右移3S停止,刷洗5S,連續(xù)兩次后繼續(xù)右移,直到碰到右極限開(kāi)關(guān),其中,洗車(chē)機(jī)右移及刷子刷洗由接通延時(shí)計(jì)時(shí)器T37和T38形成的震蕩電路控制,直到碰到右極限開(kāi)關(guān)后通過(guò)互鎖使刷子動(dòng)作電路斷開(kāi),刷子停止工作。此時(shí)洗車(chē)機(jī)左移,進(jìn)行和上次右移時(shí)相同的動(dòng)作,直到碰到右極限形成開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第四次右移,噴灑清水及刷子動(dòng)作,直到碰到右極限行程開(kāi)關(guān)。洗車(chē)左移同時(shí)噴水刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開(kāi)關(guān)噴水刷洗停止。洗車(chē)機(jī)第五次右移,風(fēng)扇開(kāi)始動(dòng)作,直到碰到右極限開(kāi)關(guān),洗車(chē)機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)作。洗車(chē)機(jī)左移直到碰到左極限開(kāi)關(guān),控制整個(gè)設(shè)備停止,洗車(chē)機(jī)完成洗車(chē)。 第2章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)硬件組成 本系統(tǒng)采用PLC作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集單元,以PLC為作為數(shù)據(jù)處理和控制單元,以數(shù)碼管作為數(shù)據(jù)顯示單元,以指示燈作為用戶狀態(tài)單元和開(kāi)鎖指示單元,組成硬件結(jié)構(gòu)框架圖。 其中按鈕輸入信號(hào)包括人工輸入的信號(hào)和洗車(chē)機(jī)碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)的信號(hào)。人工輸入信號(hào)包括:開(kāi)始按鈕、開(kāi)始投幣按鈕、投幣結(jié)束按鈕、開(kāi)始洗車(chē)按鈕;洗車(chē)機(jī)碰到限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)包括:洗車(chē)機(jī)初始位置信號(hào)、左限位開(kāi)關(guān)信號(hào)、右限位開(kāi)關(guān)信號(hào)。 2.2控制方法分析 通過(guò)控制要求可知,本程序設(shè)計(jì)主要分為兩部分:投幣程序和洗車(chē)程序。先啟動(dòng)洗車(chē)機(jī),然后開(kāi)始投幣,當(dāng)投入的總錢(qián)數(shù)大于等于100元,然后找余錢(qián)并啟動(dòng)洗車(chē)程序,開(kāi)始洗車(chē),洗車(chē)指示燈亮。洗車(chē)程序結(jié)束,洗車(chē)機(jī)碰到左極限開(kāi)關(guān)自動(dòng)停止,洗車(chē)指示燈亮熄滅。在洗車(chē)過(guò)程中,如果出現(xiàn)故障,排除故障后按復(fù)位開(kāi)關(guān),程序跳轉(zhuǎn)到洗車(chē)程序開(kāi)始出重新運(yùn)行洗車(chē)程序直至結(jié)束。 2.3I/O分配表 表一I/O分配表 輸入點(diǎn) I0.2:左極限感測(cè)開(kāi)關(guān) I0.1:右極限感測(cè)開(kāi)關(guān) I0.0:?jiǎn)?dòng)開(kāi)關(guān) I1.0:復(fù)位開(kāi)關(guān) I0.3:退幣孔 I0.4:5元投幣孔 I0.5:10元投幣孔 I0.6:50元投幣孔 輸出點(diǎn) Q0.4:洗車(chē)機(jī)左移 Q0.0:洗車(chē)機(jī)右移 Q0.1:噴水機(jī)灑水 Q0.5:噴灑清潔劑 Q0.2:刷子洗刷動(dòng)作 Q0.6:風(fēng)扇吹干動(dòng)作 Q0.3啟動(dòng)燈 Q0.7原點(diǎn)復(fù)位燈 Q1.0-Q1.7七段燈顯示金額 2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì) 圖2-2 系統(tǒng)接線圖 第3章 控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì) 開(kāi)始 在原點(diǎn)? 右極限? 左極限? 啟動(dòng) 洗車(chē)右移,噴水刷洗,啟動(dòng)燈亮 洗車(chē)左移,噴水刷洗繼續(xù) 復(fù)位到位 復(fù)位燈亮 A N Y N N Y 洗車(chē)右移,噴水刷洗停止,噴清潔劑 Y N 右極限? A 洗車(chē)左移,繼續(xù)噴清潔劑 洗車(chē)右移,停噴清潔劑 右移3S? 左極限? Y Y 洗車(chē)停,刷子刷洗 5S? Y Y 洗車(chē)右移,刷子停 3S? B N N N N B 5S? 3S? 3S? 5S? 右極限? 洗車(chē)停,刷子刷洗 Y 刷子停,洗車(chē)右移 Y N N Y 洗車(chē)左移 N Y 洗車(chē)停,刷子刷洗 N Y 洗車(chē)左移,刷子停 C N Y 洗車(chē)停,刷子刷洗 5S? 刷子停,洗車(chē)左移 左極限? 洗車(chē)右移,噴水刷洗 右極限? 洗車(chē)左移,噴水刷洗繼續(xù) 左極限? 洗車(chē)右移,噴水刷洗停止,風(fēng)扇工作 D N Y N Y N Y N Y C D 右極限? 洗車(chē)左移,風(fēng)扇繼續(xù)工作 左極限? 整個(gè)流程結(jié)束,啟動(dòng)燈滅 結(jié)束 N Y N Y 圖3-1 程序流程圖 3.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì) Q0.0 Q0.1 M0.1 Q0.2 Q0.3 M0.0 SM0.1 I0.0啟動(dòng) M0.2 Q0.4 Q0.0 Q0.2 Q0.3 M0.3 Q0.3 Q0.1 Q0.5 M0.4 Q0.4 Q0.5 Q0.0 M0.5 Q0.1 Q0.0 T37 R C0 M0.6 Q0.0 Q0.3 T38 C0加1 M0.7 Q0.1 Q0.0 I0.1到右限位 I0.2到左限位 I0.1到右限位 I0.2到左限位 T37 C0*T38 /C0*T38 I0.1到右限位 Q0.0 Q0.4 M1.0 T39 R C1 M1.1 Q0.3 Q0.0 T40 C1加1 M1.2 Q0.0 Q0.4 M1.3 Q0.0 Q0.3 Q0.1 Q0.2 M1.4 Q0.3 Q0.4 Q0.0 Q0.2 M1.5 Q0.0 Q0.1 Q0.6 M1.6 Q0.0 Q0.4 Q0.6 T39 C1*T40 /C1*T40 I0.2到左限位 I0.1到右限位 I0.2到左限位 I0.1到左限位 I0.2到右限位 圖3-2 控制程序時(shí)序圖 第4章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 PLC與上位監(jiān)控軟件通訊 PLC選用Modbus RTU主通訊模塊。Pakscan IIE主站控制器是一個(gè)遠(yuǎn)程終端單元,做為Modbus從設(shè)備。PLC的CPU通過(guò)Modbus RTU主通訊模塊控制Pakscan IIE主站控制器的讀寫(xiě),被稱(chēng)為Modbus host。系統(tǒng)采用單Modbus host兩線通訊方式,該方式最多可以連接32個(gè)Pakscan IIE主站控制器。 主通訊模塊的程序設(shè)計(jì)有3部分內(nèi)容:初始化通訊模塊,讀寫(xiě)Modbus數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)通訊狀態(tài)。 通訊模塊的初始化工作主要是配置3個(gè)初始化控制塊的參數(shù):Slave 控制塊(SCB),信息控制塊(MCB)和通訊要求參數(shù)塊。SCB是一個(gè)15個(gè)寄存器長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊,功能是定義與其通訊的Slave的型號(hào)、個(gè)數(shù)、狀態(tài)等參數(shù)。每一個(gè)Slave需要定義一個(gè)SCB塊。MCB是一個(gè)6個(gè)寄存器長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊,功能是定義Master。要求每Slave執(zhí)行的命令信息包括命令類(lèi)型、引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主機(jī)號(hào)等參數(shù),每一種命令需要定義一個(gè)MCB塊。 讀寫(xiě)Modbus RTU數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)通訊狀態(tài)的編程相對(duì)簡(jiǎn)單,只要讀寫(xiě)初始化時(shí)定義的相應(yīng)的PLC參數(shù)地址即可。 第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 5.1系統(tǒng)調(diào)試 在程序編寫(xiě)完成后,經(jīng)過(guò)軟件調(diào)試程序后把程序輸入到PLC編程器里面,把外部的接線接好,然后開(kāi)始進(jìn)行硬件調(diào)試,先檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計(jì)初衷,是否能達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)。首先是投幣程序的調(diào)試,檢驗(yàn)投幣時(shí)程序是否能得到信號(hào),在滿足條件的情況下能否得到響應(yīng)。然后是洗車(chē)程序的調(diào)試,通過(guò)假定輸入一定的初值來(lái)檢驗(yàn)程序是否正常。由于實(shí)驗(yàn)室條件有限,故改用三菱仿真軟件和觸摸屏仿真軟件來(lái)調(diào)試。通過(guò)多次的調(diào)試和修改,最終程序達(dá)到了控制要求。調(diào)試結(jié)果圖如下: 圖5-1 調(diào)試結(jié)果(1) 圖5-2 調(diào)試結(jié)果(2) 圖5-3 調(diào)試結(jié)果(3) 圖5-4 調(diào)試結(jié)果(4) 圖5-5 調(diào)試結(jié)果(5) 5.2結(jié)果分析 洗車(chē)機(jī)的主運(yùn)動(dòng)是左右循環(huán)運(yùn)動(dòng),有左右行程開(kāi)關(guān)控制,同時(shí)不同循環(huán)次序伴隨不同的動(dòng)作,如噴水刷車(chē)噴灑清潔劑及風(fēng)扇吹干動(dòng)作等。系統(tǒng)還采用了復(fù)位設(shè)計(jì),如在洗車(chē)工程中由于其他原因使洗車(chē)停止在非原點(diǎn)的其他位置,則需手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)位,到位時(shí)復(fù)位燈亮,此時(shí)才可以啟動(dòng),否則啟動(dòng)無(wú)效。洗車(chē)機(jī)經(jīng)啟動(dòng)后可自行完成洗車(chē)動(dòng)作后自行停止,也可在需要時(shí)手動(dòng)停止。 洗車(chē)機(jī)第一次右移有噴水及刷車(chē)動(dòng)作,到達(dá)有極限使右極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作,從而控制洗車(chē)機(jī)左移,而噴水及刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第二次右移時(shí),噴水停止,刷子動(dòng)作及清潔劑開(kāi)始噴灑,直到右極限行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作,洗車(chē)機(jī)左移,清潔劑繼續(xù)噴灑,直到使左極限開(kāi)關(guān)動(dòng)作。洗車(chē)機(jī)第三次右移時(shí),洗車(chē)機(jī)右移3S停止,刷洗5S,連續(xù)兩次后繼續(xù)右移,直到碰到右極限開(kāi)關(guān),其中,洗車(chē)機(jī)右移及刷子刷洗由接通延時(shí)計(jì)時(shí)器T37和T38形成的震蕩電路控制,直到碰到右極限開(kāi)關(guān)后通過(guò)互鎖使刷子動(dòng)作電路斷開(kāi),刷子停止工作。此時(shí)洗車(chē)機(jī)左移,進(jìn)行和上次右移時(shí)相同的動(dòng)作,直到碰到右極限形成開(kāi)關(guān)。洗車(chē)機(jī)第四次右移,噴灑清水及刷子動(dòng)作,直到碰到右極限行程開(kāi)關(guān)。洗車(chē)左移同時(shí)噴水刷洗繼續(xù),直到碰到左極限開(kāi)關(guān)噴水刷洗停止。洗車(chē)機(jī)第五次右移,風(fēng)扇開(kāi)始動(dòng)作,直到碰到右極限開(kāi)關(guān),洗車(chē)機(jī)左移風(fēng)扇繼續(xù)動(dòng)作。洗車(chē)機(jī)左移直到碰到左極限開(kāi)關(guān),控制整個(gè)設(shè)備停止,洗車(chē)機(jī)完成洗車(chē)。 課程設(shè)計(jì)心得 通過(guò)本次設(shè)計(jì),讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際,與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際,又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計(jì)中,我們還需要大量的以前沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí),于是圖書(shū)館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過(guò)程中,我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí),不知不覺(jué)中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的,在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域,這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中,總是遇到這樣或那樣的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候,需要做大量的工作,花大量的時(shí)間才能解決。自然而然,我的耐心便在其中建立起來(lái)了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn),增強(qiáng)了信心。 參考文獻(xiàn) [1] 李建興.可編步伐節(jié)制器及其應(yīng)用[M].BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書(shū)社,1999 [2] 邱公偉.可編程節(jié)制器收集通信及應(yīng)用[M].BeiJing:清華大學(xué)出書(shū)社,2000 [3] 鄒益仁等.現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)制體系的預(yù)設(shè)和開(kāi)發(fā)[M].BeiJing:國(guó)防工業(yè)出書(shū)社,2003 [4] 廖常初. 可編步伐節(jié)制器的編程要領(lǐng)與工程應(yīng)用[M],重慶:重慶大學(xué)出書(shū)社,2001 [5] 陳在平等.可編步伐節(jié)制器技能與應(yīng)用體系預(yù)設(shè)[M].BeiJing:機(jī)械工業(yè)出書(shū)社,2002 [6] 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TON T37, 30 網(wǎng)絡(luò)11 刷子停止工作后再右移 3s停止 LD T38 AN T39 = Q0.0 TON T39, 30 網(wǎng)絡(luò) 12 刷子再次停止后右移 LD T40 AN M0.6 = Q0.0 網(wǎng)絡(luò) 13 至右極限后開(kāi)始左移,3s后停止 LD I0.1 O M0.6 AN T41 AN I0.3 = M0.6 = Q0.3 TON T41, 30 網(wǎng)絡(luò) 14 刷子工作5s后停止并向左移動(dòng),3s后停止 LD T42 AN T43 = Q0.3 TON T43, 30 網(wǎng)絡(luò) 15 刷子再工作5s后停止并向左移動(dòng) LD T42 AN T43 = Q0.3 TON T43, 30 網(wǎng)絡(luò) 16 至左極限后右移 LD I0.2 A M0.7 O M1.0 AN M1.1 AN I0.3 = M1.0 = Q0.0 網(wǎng)絡(luò) 17 左移 LD I0.1 A M1.0 O M1.1 AN M1.2 = M1.1 = Q0.3 網(wǎng)絡(luò) 18 右移,風(fēng)扇動(dòng)作 LD I0.2 A M1.1 O M1.2 AN I0.3 LPS = M1.2 AN M1.3 = Q0.0 LPP AN M1.4 = Q0.1 網(wǎng)絡(luò) 19 左移 LD I0.1 A M1.2 O M1.3 AN I0.3 = M1.3 = Q0.3 網(wǎng)絡(luò) 20 結(jié)束 LD I0.2 A M1.3 = M1.4 = Q0.6- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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