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1、 自動(dòng)洗車機(jī)控制設(shè)計(jì)論文 目錄 摘 要 1 1 系統(tǒng)概述 2 1.1應(yīng)用背景和意義 2 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 3 2 方案論證 4 3 硬件設(shè)計(jì) 4 3.1主電路 4 3.2I/O分配 5 3.3I/O接線圖 5 3.4元器件選型 5 4 軟件設(shè)計(jì) 6 4.1主流程 6 4.2 程序 9 4.3梯形圖 10 5 系統(tǒng)調(diào)試 13 6 結(jié)論 15 參考文獻(xiàn) 16 致 謝 17 摘 要 可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早期的可編程控制器在功能上只能實(shí)現(xiàn)邏輯控

2、制，因而被稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController），簡(jiǎn)稱PLC。隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，微處理器用于PLC，使其不僅可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算和處理、模擬量調(diào)節(jié)和聯(lián)網(wǎng)通信等，因此美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)于1980年將它正式命名為可編程控制器（ProgrammableController），簡(jiǎn)稱PC。但近年來(lái)PC又成為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的簡(jiǎn)稱，為避免發(fā)生混淆，我們?nèi)园芽删幊炭刂破骱?jiǎn)稱為PLC。 隨著科技的發(fā)展，洗車機(jī)也從原來(lái)的人工洗車發(fā)展到了如今的自動(dòng)洗車，為了更加方便人民以后的洗車問題，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化洗車

3、不需要人的參加，也使得洗車越來(lái)越輕松、方便、快捷。隨著工業(yè)控制器在人類生活中越來(lái)越廣泛被應(yīng)用,該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等。本裝置采用的中心自動(dòng)化控制——可編程控制器（即PLC）來(lái)設(shè)計(jì)完成的。PLC是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型自動(dòng)控制裝置。本文就是針對(duì)這一情況而設(shè)計(jì)的自動(dòng)洗車系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)洗車系統(tǒng)工作原理PLC 1 系統(tǒng)概述 1.1應(yīng)用背景和意義 自從19世紀(jì)第一輛汽車誕生以來(lái)，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的的飛躍，隨

4、著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車的需求量也逐漸加大，隨之而來(lái)的便是汽車的保養(yǎng)，其中汽車的清洗便是不可缺少的內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對(duì)于當(dāng)今社會(huì)，高科技的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了各行各業(yè)的自動(dòng)化控制，但是在汽車清洗行業(yè)，大部分仍是靠人工來(lái)完成。傳統(tǒng)的洗車業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對(duì)汽車進(jìn)行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對(duì)汽車進(jìn)行沖洗，再在自然光及風(fēng)等自然條件下，讓清洗的汽車進(jìn)行自動(dòng)風(fēng)干。雖然可以達(dá)到清洗汽車的目的，但過分依賴于勞動(dòng)力，操作時(shí)間長(zhǎng)，洗車過程慢，并且浪費(fèi)了大量的水資源，經(jīng)濟(jì)性差，不適合和洗車業(yè)的發(fā)展需求。目前比較大型的汽車美容公司，雖然實(shí)現(xiàn)了汽車的清洗、

5、打蠟、噴漆等自動(dòng)化工程，但成本比較高，其自動(dòng)控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門的汽車清洗行業(yè)，因此，相對(duì)于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ绾螌?shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車自動(dòng)清洗裝置，就成了汽車清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。因此，本次設(shè)計(jì)就是采用PLC控制，利用定時(shí)器，通過線路的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時(shí)它可以高效、準(zhǔn)確的完成洗車任務(wù)，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當(dāng)代建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需要。并且本次汽車清洗自動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適合不同場(chǎng)合的需求，尤其是中小型公司。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

6、 汽車清洗是近幾年才在我國(guó)逐漸發(fā)展起來(lái)的新興行業(yè)，具備資金和技術(shù)門檻低的特點(diǎn)。由于從國(guó)家到地方，相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不是十分完備，對(duì)場(chǎng)地、環(huán)保、設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面都缺乏明確的規(guī)定和要求，導(dǎo)致本該被淘汰地洗車方式仍然在洗車市場(chǎng)上大行其道，而無(wú)水洗車、全白動(dòng)電腦機(jī)械化洗車等先進(jìn)的洗下方式卻在市場(chǎng)份額中占有很小的比例。在歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，經(jīng)過多年的發(fā)展，科學(xué)洗車的理念己深入人心，洗車市場(chǎng)的洗車方式有全自動(dòng)電腦洗車機(jī)洗車、蒸汽洗車和無(wú)水洗車，其中尤以全自動(dòng)電腦洗車為主。在我國(guó)建設(shè)，美化城市，創(chuàng)建現(xiàn)代化城市的發(fā)展主題中，在全社會(huì)，約水資源、保護(hù)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的潮流中，追求時(shí)尚、效率和環(huán)保已成為汽車

7、美容服務(wù)行業(yè)的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。目前，城市落后的人丁洗車方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生雨行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經(jīng)營(yíng)、專業(yè)化，規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要想中國(guó)的洗車行業(yè)健康有序地發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，必須推廣科學(xué)的、環(huán)保的、符合中國(guó)國(guó)情的科學(xué)洗車方式，要新的理念、新的思路和新的方法來(lái)管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競(jìng)爭(zhēng)力。全自動(dòng)電腦洗車機(jī)，順應(yīng)時(shí)代的需要應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)是向傳統(tǒng)洗車方式的挑戰(zhàn)，必將引起洗車行業(yè)市場(chǎng)一場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)和帶米根本性的變革。中國(guó)的洗車行業(yè)要發(fā)展，必須與國(guó)際洗車業(yè)接軌，縮小與國(guó)際先進(jìn)洗車行業(yè)的差距，因此，推廣和應(yīng)用全自動(dòng)洗下機(jī)勢(shì)在必行。 1.3設(shè)

8、計(jì)任務(wù)和要求 用PLC的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)需滿足以下要求： 1.按下啟動(dòng)按鈕，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。 2.洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始左移，噴水及刷子繼續(xù)工作。 3.洗車機(jī)左移到達(dá)極限位置后，開始右移，噴水機(jī)及刷子停止工作，清洗機(jī)設(shè)備開始動(dòng)作噴灑清洗劑。 4.洗車機(jī)右移到達(dá)極限位置，開始左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。 5.洗車機(jī)左移到達(dá)極限位置，開始右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往右移3s后停止，刷子開始洗刷。 6.刷子洗刷5s停止，洗車機(jī)繼續(xù)右移3s，刷子又開始洗刷5s停止，洗車機(jī)繼續(xù)右移，到達(dá)右極限開關(guān)后停止，然后往左移。

9、7.重復(fù)上面第6步，左移碰左極限開關(guān)停止。 8.洗車機(jī)往右移，風(fēng)機(jī)設(shè)備動(dòng)作將車吹干，碰到右極限開關(guān)時(shí)，洗車機(jī)往左移，直到碰到左極限開關(guān)，重復(fù)3次動(dòng)作。洗車整個(gè)過程完成。啟動(dòng)燈熄滅。 9.若洗車機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障，則故障排除后心須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車全流程的動(dòng)作，洗衣車機(jī)往左移，當(dāng)洗車機(jī)到達(dá)左極限開關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作 2 方案論證 洗車機(jī)要求有啟、停止、復(fù)位功能，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要三個(gè)輸入口輸入信號(hào)。如使用本方案，啟動(dòng)程序后，按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)指示燈亮，表示自動(dòng)洗車機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)；洗車機(jī)右移，噴水設(shè)備噴水，刷子開始洗刷；當(dāng)達(dá)到右極限時(shí)，

10、觸動(dòng)行程開關(guān)SQ2，洗車左移，噴水和洗刷繼續(xù)；當(dāng)?shù)竭_(dá)左極限時(shí)，行程開關(guān)SQ1動(dòng)作，噴水和洗刷停止，洗車右移，清洗設(shè)備開始動(dòng)作噴清洗劑；當(dāng)?shù)竭_(dá)右極限后，洗車左移，繼續(xù)噴清洗劑；再次到達(dá)左極限后，停止噴灑清洗劑，洗車和刷子變?yōu)殚g續(xù)性運(yùn)動(dòng)（洗車運(yùn)動(dòng)3s停止，刷子洗刷5s，如此循環(huán)往復(fù)），直到到達(dá)右極限，然后再以這種運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)左極限；到達(dá)左極限后，刷子停止動(dòng)作，洗車機(jī)右移，風(fēng)機(jī)設(shè)備動(dòng)作，到達(dá)右極限后，洗車機(jī)左移，風(fēng)機(jī)設(shè)備繼續(xù)動(dòng)作直到到達(dá)左極限，如此重復(fù)3次動(dòng)作后，計(jì)數(shù)器C0動(dòng)作，風(fēng)機(jī)停止，洗車完成，啟動(dòng)燈熄滅。 3 硬件設(shè)計(jì) 3.1主電路 主電路如圖3-1所示。 圖3-1主電路圖

11、 3.2I/O分配 I/O分配表如表3-1所示。 表3-1 I/O分配表 輸入地址號(hào) 信號(hào)名稱 輸入地址號(hào) 信號(hào)名稱 X0 左極限開關(guān)SQ1 Y0 洗車機(jī)左移KM1 X1 右極限開關(guān)SQ1 Y1 洗車機(jī)右移KM2 X2 啟動(dòng)開關(guān)SB1 Y2 噴水機(jī)灑水KM3 X3 停止開關(guān)SB2 Y3 清洗劑控制KM4 X4 復(fù)位按鈕SB3 Y4 刷子控制KM5 Y5 風(fēng)機(jī)控制KM6 Y6 啟動(dòng)指示燈HL1 Y7 復(fù)位指示燈HL2 3.3I/O接線圖 I/O接線圖如圖3-2所示。 圖3-2 I/O接線圖

12、3.4元器件選型 原器件選型如表3-2所示。 表3-2 元器件表 序號(hào) 代號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 1 M 三相異步電動(dòng)機(jī) J02-22-4,1.5kw 1410轉(zhuǎn)/分，380v，3.49安 5 2 QS 低壓隔離器（空氣開關(guān)） DZ47-3P 1 3 FR 熱繼電器 JR36-20 5 4 CPU PLC處理器 CPU222 1 5 KM 交流接觸器 CJX2-09 6 6 SB 按鈕 LAY8 2 7 SQ 行程開關(guān) LXK2 2 8 FU 熔斷器 RT16-20 3 9 L 導(dǎo)線

13、 若干 10 AC 交流電源 220v 1 4 軟件設(shè)計(jì) 4.1主流程 主流程圖如圖4-1所示。 圖4-1 主流程圖 4.2 程序 本程序由PLC軟件做出梯形圖后轉(zhuǎn)換而來(lái)，如圖4-2所示。 圖4-2 程序圖 4.3梯形圖 梯形圖如圖4-3所示。 圖4-3梯形圖 5 系統(tǒng)調(diào)試 進(jìn)過多次反復(fù)調(diào)試與修改，本次設(shè)計(jì)基本滿足了自動(dòng)洗車機(jī)控制的要求：當(dāng)按下X2時(shí)，啟動(dòng)指示燈亮，表示洗車程序已啟動(dòng)，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上表示洗車右移、噴水機(jī)噴水和刷子洗刷的三個(gè)燈HL4、HL5、HL7也亮了；按下開關(guān)X1模擬洗車到達(dá)右極

14、限，此時(shí)，HL4熄滅，表示洗車左移的燈HL3和HL5、HL7均亮；按下開關(guān)X0，模擬洗車到達(dá)左極限，此時(shí)，HL3和HL5、HL7均熄滅，代表噴灑清潔劑的燈HL6和HL4亮;按下X1，HL4滅，HL3和HL6亮；按下X0，HL3和HL6滅，HL4亮，3秒后HL4滅，HL7亮，5秒后，HL4亮，HL7滅，若不按X1,則以這兩種狀態(tài)交替進(jìn)行下去；按下X1后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上僅HL3亮，3秒后HL3滅，HL7亮，5秒后，HL3亮，HL7滅，若不按X0,則以這兩種狀態(tài)交替進(jìn)行下去；按下X0，試驗(yàn)臺(tái)上僅HL4和代表風(fēng)機(jī)動(dòng)作的HL8亮;按下X1后，HL4熄滅，HL3和HL8亮；按下X1，HL4滅，HL3和 HL8亮

15、;按下X0后，HL3熄滅，HL4和HL8亮；重復(fù)3次動(dòng)作后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所有燈均熄滅。為模擬故障復(fù)位，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，按下手動(dòng)復(fù)位按鈕X4，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上復(fù)位指示燈亮。模擬故障停車時(shí)，按下X3，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上所有的燈均熄滅。 6 結(jié)論 經(jīng)過近一周的努力，我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)，我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺的。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作

16、、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在設(shè)計(jì)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了很多平時(shí)不容易發(fā)現(xiàn)的問題，比如，在實(shí)際操作中，若不小心觸動(dòng)行程開關(guān)，則程序就會(huì)產(chǎn)生誤操作，使程序產(chǎn)生邏輯錯(cuò)誤或者是根本無(wú)法運(yùn)行，這一點(diǎn)具有實(shí)際生產(chǎn)意義，必須加以考慮。另外，如果自動(dòng)洗車在工作中因斷電或故障而停止，必需復(fù)位后重新啟動(dòng)，這樣就會(huì)浪費(fèi)以前的大量工作，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)我們可以設(shè)置手動(dòng)擋，以提高效率，降低成本，避免無(wú)謂的重復(fù)工作。 我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多知識(shí)，為將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作

17、學(xué)習(xí)的能力。相信這次課程設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)、工作生活有很重要的影響。這次課程設(shè)計(jì)而且大大提高了我的動(dòng)手能力，使我充分體會(huì)到在創(chuàng)造過程中探索的艱難，同時(shí)也讓我嘗到了成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的知識(shí)是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲，也將成為我的財(cái)富，這些都會(huì)為以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)提供一個(gè)很好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1.王兆義.可編程控制器使用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 2.常曉玲.電器控制系統(tǒng)和可編程控制器[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 3.殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.200

18、2 4.高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)及其設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:高等教育出版.2004. 5.阮友德.電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電出版社，2006. 6.史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003. 致 謝 經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的PLC課程學(xué)習(xí)，在陳娜老師的精心指導(dǎo)和教誨下，我們圓滿完成了對(duì)自己的專業(yè)核心課PLC的學(xué)習(xí)，我們花費(fèi)一周左右的時(shí)間完成了本次課程設(shè)計(jì)。 本此課程設(shè)計(jì)提高了我們多方面的能力，包括自主學(xué)習(xí)能力，勇于探索能力和總結(jié)提升能力。同時(shí)也增強(qiáng)了我們

19、勤奮艱苦的精神，培養(yǎng)了我們團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提高了我們的總和素質(zhì)。這些各個(gè)方面能力的提高，成為了我們以后人生的財(cái)富。同時(shí)也為我們即將到來(lái)的大四畢業(yè)設(shè)計(jì)做了一次鋪墊。 在本次課程設(shè)計(jì)過程中，首先要感謝陳娜老師不辭辛苦為我們的課程設(shè)計(jì)做指導(dǎo)，當(dāng)我們有問題時(shí)，陳娜老師總能認(rèn)真細(xì)心地為我們解答，這樣是我們遇到問題總能迎刃而解，從而順利完成課程設(shè)計(jì)，完成PLC課程的學(xué)習(xí)。其次要感謝同組同學(xué)的齊心協(xié)力，在課程設(shè)計(jì)過程中每個(gè)人都分工明確，并且在保質(zhì)保量完成自己工作同時(shí)積極幫助同組其他同學(xué)，這樣我們組才成為了一個(gè)團(tuán)結(jié)的小組。最后也要感謝本班其他同學(xué)的幫助，當(dāng)我們問他們問題時(shí)，他們也都一一仔細(xì)解答。如果沒有以上人員的共同努力本次課程設(shè)計(jì)的完成是難以想象的。 17