毕业设计基于PLC控制的汽车清洗装置共23页

《毕业设计基于PLC控制的汽车清洗装置共23页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计基于PLC控制的汽车清洗装置共23页（23页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计题目：基于PLC控制的汽车清洗装置学院：应用技术学院专业班级：机电一体化技术1302班学生姓名：xxx指导老师：杨鹏程学 号：XXX时间：2015年12月29日专心-专注-专业摘 要汽车产业突飞猛进的发展起来了，随之而来的是带动洗车业一起火暴。然而传统的人工洗车效果不理想、极大的浪费人力物力和自然资源。我们这里设计的汽车自动清洗机就比较理想，它内置三菱FX2系列PLC控制器，采用先进的传感器技术，自动对需要服务的汽车进行清洗，清洗完毕自动停止刷洗，实现了洗车的自动化控制。关键词：三菱FX2、PLC、传感器、自动目录1前言市场上常见的汽车自动清洗机简介。它改变传

2、统高压水枪单相流、单一介质的清洗原理。采用高速气流配合水硬雾冲洗的新技术（两相流清洗）。水被微粒化利用，几十倍提高水的利用率，达到节水90以上，并且集清洗、喷清洁剂、吹干等多功能于一身。小巧手持、随意移动，任何环境均可工作。最大限度的提高单位水量的利用率，并具备一定的冲力和温度，极有效地清除和溶解车身及所有缝隙的灰尘和油污。（汽车的门边、门缝、车牌、车头发动机组、人手难以触及的沟、缝、细孔等。）用水量是水枪的二十分之一，耗能是它的一半，其他设备所无法比拟的是：彻底清洗细微之处；快速吹干功能；无水花飞溅；无满地流水；(洗车后没有污水横流)。清洗车身；洗门缝、门边、发动机组，细微之处显身手；油、泥

3、厚处重的地方也是轻而易举，快速吹干。下面我们以上海某公司的产品为例简单介绍其性能和主要技术参数。表1-1型号：XD-518B地轨式洗车机(经济形) 武钢镀锌钢板烤漆机体意大利品质双向涡轮行走系统，2套台湾合资高功率水泵（配沪产7.5电机）NMB旋转喷头配置，7组合资高压底盘冲洗系统，11组韩国高压泡沫管路国产钢丝绳管线传动合资电路控制缆，低压分体控制器，达到人电分离国产手阀切换底盘，车身冲洗系统原厂产全方位泡沫喷淋系统（4组）台湾合资倒车镜及车尾冲洗系统（2组）台湾合资轮胎钢圈冲洗系统（2组）武钢产轻轨轨道，静音轨道（可任选其一）机器尺寸cm85X300X250场地尺寸cm330X270X60

4、0耗水量40-60耗电量0.16元/台清洗液0.05元/台清洗能力（辆/H）20-30图1-1 旋转自动洗车机2 PLC以及汽车自动清洗装置的PLC应用2.1 PLC的特点1) 高可靠性、抗干扰能力强（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms.（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双C

5、PU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高2) 丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3) 配套齐全、功能完善、适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各

6、种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 4) 系统的设计、工作量小、维护方便、容易改造PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。5) 体积小、重量轻、能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm ，重量小于150g 耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一

7、体化的理想设备。2.2 PLC的工作原理图2-1 PLC控制系统设计流程图2.3 汽车自动清洗装置中应用PLC的优势随着时代的发展，人们生活水平的提高，汽车的数量也越来越多，洗车产业也越来越壮大，如何在众多的从业者中脱颖而出，抢占先机？应用了PLC的汽车自动清洗装置就成了提升服务质量的一个法宝。它可以最大限度的节省洗车的人力物力，提供客户更加快捷的服务，在这个分秒必争的时代无疑具有极其巨大的市场价值和竞争优势。同时它也可以节约更多的水资源，符合建设节约型社会的时代需要。3 汽车自动清洗装置PLC控制线路设计3.1 设计任务要求设计一台汽车自动清洗机，其工作步骤图如下： 图3-1 自动清洗机工作

8、步骤图3.2 分析任务要求及解决方案1）分析任务当发出启动命令时，清洗机开始工作，清洗机接触器和水阀门都打开，汽车进入洗刷范围时，刷子接触器开启，进入刷洗程序。当检测器检测到车子离开时，清洗机接触器、水阀门和刷子接触器全关闭，停止刷洗，发出停机命令，结束刷洗。2）解决方案我们通过以上的分析可以知道，先由人来发出启动命令，自动开启清洗接触器和水阀门；传感器检测到汽车进入清洗范围时，刷子接触器打开靠近汽车进行清洗；传感器检测到汽车离开清洗范围时，刷子接触器停止刷洗；最后我们发出停止命令，清洗鸡接触器和水阀门停止和关闭。由此，我们设计出自动洗车机的工作流程图如下：启动命令清洗开始水阀门ON清洗机接触

9、器ONN车是否进入清洗范围刷子接触器ONY清洗N车辆是否离开Y停止命令清洗结束图3-2自动洗车机的工作流程图4 硬件选型4.1 PLC的选择411 PLC型号的选择机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。具体应考虑因素如下：1.结构合理对于工艺过程比较固定、环境条件好、维修量较小的场合，选用单元式结构的PLC；否则，选用模块式结构的PLC。2.功能强弱适当对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的PLC。如三菱公司的FX2系列机。 对于以开关量控制为主、带少量模拟控制的工程项目，可选用含有A/D转换的模拟量输入模块和含

10、有D/A转换的模拟量输出模块，以及具有加减乘除运算和数据传输功能的低档PLC。 对于控制比较复杂、控制功能要求较高的工程项目，如要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等，可根据控制规模及复杂的程度，选用中挡或高档机。其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统和整个工厂的自动化等。 当系统的各个控制对象分布在不同地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。3.机型统一选用PLC时，尽量要做到机型统一。由于同一机型的PLC，其模块可互为备用，以便备件的采购和管理；另外，功能及编程方法统一，有利于技术人员的培训；其外部设备通用也有利于资源共享。若配备了上位

11、计算机，可把各独立系统的多台PLC联成一个多级分布控制系统，相互通信，集中协调管理。412 PLC容量选择PLC容量包括两个方面：一是I/O点数；二是用户存储器的容量（字数）。1.I/O点数是基础I/O点数可以衡量PLC规模的大小。准确统计被控制对象的输入信号和输出信号的总数并考虑今后调整和扩充，在实际统计I/O点数基础上，一般应加上10%-20%的备用量。多数小型PLC为单元式，具有体积小，价格便宜等优点，适于工艺过程比较稳定，控制要求比较简单的系统。模块式结构的PLC采用主机模块与输入模块、功能模块组合使用的方法，比单元式方便灵活，维修更快模块、判断与处理故障快速方便，适用于工艺变化较多，

12、控制要求复杂的系统。2.用户存储器容量的估算根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的10%-25%考虑裕量。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此，在程序设计之前只能粗略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器件占用的内存大致如下：开关量输入所需存储器字数 = 输入点数10开关量输出所需存储器字数 = 输出点数8定时器/计数器所需存储器字数 = 定时器/计数器2模拟所需存储器字数 = 模拟量通道数100通信接口所需存储器字数 = 接口个数300根据存储器的总字数再加上一个裕量。413 I/O模块的选择PLC是一种控制系统，它的控制对象

13、是工业生产设备或工业生产过程，它的工业环境是工业生产现场。PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。同时控制器有通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也不相同，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口模块还需实现这种转换。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需要经过一定距离。为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有

14、较好抗干扰能力。根据实际需要，PLC相应有许多种I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。414 电源模块的选择电源模块的选择一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流总和。选择电源模块一般规则如下。（1） 确定电源的输入电压。（2） 将框架中每快I/O模块所需的总电流相加，计算出I/O模块所需的总电流值。（3） I/O模块所需的总电流值再加上以下各电流。 框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值。 当框架中带有远程适配器模块或扩展本地I/O适配器模块时，应加上其最大

15、电流值。 （4）如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理： 列出将来要扩展的I/O模块所需的电流。 将所有扩展的I/O模块的总电流值与步骤。 （5）在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。 （6）根据确定好的输入电压要求和所需的总电流值，从用户手册中选择合适的电源模块。经过对几家公司生产的PLC主要从应用、价格、可靠性和对现场工作环境及设计资金等各个方面因素的考虑，本系统采用三菱FX2N系列PLC进行设计。5 FX2系列PLC基本指令介绍5.1功能指令 1.循环移位指令用法及说明 ROR：右循环移位指令。 ROL：左循环移位指令。 2.带进位的循环指令用法及说明 RCL：

16、带进位的左移循环指令。 RCR：带进位的右移循环指令。3.移位指令的用法SFTL：左移位指令。SFTR：右移位指令。4.字右移位指令和字左移位指令的用法WSFR：字右移位指令。WSFL：字左移位指令。52程序流控制指令 1条件跳转指令的用法及说明 CJ和CJ（P）：条件跳转指令，用于跳过顺序程序中的某一部分，以减少扫描时间。操作码后加“P”，表示当其控制线路由“断开”到“闭合”时执行该指令。 2子程序指令的用法及说明 CALL和CALL（P）：子程序调用指令。 SRET：子程序返回指令，指令不需要控制线路，直接与左母线相连。3.中断指令用法及说明EI：允许中断指令。DI：禁止中断指令。IRET

17、；中断服务子程序返回指令。4.警戒时钟指令的用法及说明WDT、WDT（P）：是刷新顺序程序的警戒时钟，实际上是一个专业计时器，没有操作元件。 5循环指令FOR-NEXT用法及说明FOR指令和NEXT指令是一组循环指令，必须成对使用，其梯形图如下图（a）所示，两条指令都直接与左母线连接。指令操作元件选用范围如图b）所示。当CPU扫描到FOR指令后，就将FOR指令到NEXT指令之间的梯形图重复扫描4次，然后再扫描NEXT指令下面的梯形图。6 PLC控制程序的设计6.1 I/O分析经过对控制过程和要求的详细分析，我明确了具体的控制任务是在启动命令下，汽车进入则可以进行自动刷洗，汽车离开则可以自动停止

18、刷洗。确定了要完成的动作后，再确定动作的顺序：有启动一个输入点和停止一个输入点。按下启动按钮，启动清洗机接触器和水阀门，接着传感器检测汽车是否进入清洗范围，进入则开始刷洗；汽车离开则停止刷洗，按下停止命令则清洗结束。6.2 I/O分配表通过I/O分析后，我确定了本装置的I/O分配表，如下：信号名称代号输入/出点标号输入信号启动按钮SB1X0停止按钮SB2X1检测器STX2输出信号喷淋阀门YVY0刷子接触器KM1Y1清洗接触器KM2Y2 6.3 PLC控制接线图根据选择的PLC类型和装置的原理我确定装置接线图如下6.4 PLC控制梯型图及语句表 根据PLC的控制线路图和I/O分配表，画出其控制梯

19、形图如下：6.5程序原理分析当按下启动按钮SB1时输入点X0接通，MO接通，辅助触头MO接通，进而输出点Y2和Y0接通，清洗机和水阀门打开。当传感器X2检测到汽车进入清洗距离时，刷子接触器开始工作，进行刷洗。当汽车离开，清洗结束，M1工作使刷子接触器关闭，按下停止按钮清洗机接触器关闭同时水阀门关闭。7 总 结选定题目后，感觉困难很大。在老师的帮助下，查看了一些资料后，头脑里开始有了设计思路和方向。在设计中走了一些弯路，幸亏在老师的启发指点下，及时改正，发现一个个问题；另外通过钻研课本，请教老师和同学，及时解决每一个问题，最终完成了本次设计。本课程设计是在我的老师冯硕的悉心指导下完成的。他严肃的

20、科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，冯老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向冯老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 另外，我还要感谢在一起愉快的度过3年的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。总之，从开始进入课题到设计的顺利完成，师长、同学、朋友给了我太多的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!参考文献1史增芳主编. 可编程控制器原理与应用. 北京：希望电子出版社， 20062李伟主编. 机床电器与PLC. 西安：西安电子科技大学出版社， 20063陆剑主编. PLC实验实训指导书.

21、河南工业职业技术学院， 20063.邓星钟.机电传动控制（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社.2001. 4.贺哲荣，石帅军.流行PLC实用程序及设计（三菱FX2系列）M.西安：西安电子科技大学出版社：2006致谢衷心的感谢杨老师耐心的对我本次课程设计指导，在这三周的时间里，杨老师不仅督促我课程设计的进度，而且对我的课程设计进行了大体的框架的建立，使我茅塞顿开，我有设计上的困难时，和小组成员讨论不下时，也会请教杨老师，在此期间，杨老师帮我解决了很多设计时遇到的困难，真诚的感谢老师。同时，感谢我们小组的组员，大家有些资料一起分享，一些设计上的困难一起讨论，让我体会到了团队的友好合作精神，感谢你们！在设计的开始，我面临种种问题，不知道如何下手，杨老师帮我建立了大体框架后，我们小组成员就一起找资料，一起讨论，一步步做下来，感觉自己不仅学到了一些气压传动技术的知识，更重要的我学会了如何查一些资料，并快速的消化。现在回头看来这次课程设计，当然由于本人水平有限，不足之处在所难免，但都是自己和组员一步一步查找资料，认认真真做下来，所以心里竟也有一丝丝喜悦之情。最后再次感谢杨老师的细心指导，感谢组员的帮助，谢谢你们！