自助洗车机程序设计报告.docx

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自助洗车机程序设计报告

电气技术及PLC课程设计说明书

题目：

自助洗车机课程设计

学院：

航空自动化学院

系别：

自动化

专业名称：

自动化

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

1系统总体方案设计………………………………………………………P3

1.1系统控制要求分析…………………………………………………P3

1.2系统主电路设计与设备选型………………………………………P4P24

1.3PLC控制系统硬件选型及其配置…………………………………P4P23

2PLC控制系统设计…………………………………………………………P4

2.1PLC控制系统I/O地址分配表及变量定义…………………………P4

2.2PLC系统I/O接线图设计…………………………………………P5P26

2.3PLC控制程序流程图设计…………………………………………P5P25

2.4PLC控制程序设计…………………………………………………P5

……………………………………………P6

3系统调试及结果分析……………………………………………………P6

3.1系统调试及解决的问题……………………………………………P6

3.2结果分析……………………………………………………………P7

结束语………………………………………………………………………P7

参考文献………………………………………………………………………P7

附录：

带功能注释的源程序…………………………………………………P8

一．系统总体方案设计

1.1系统控制要求分析

1．设计投币100元自助洗车机。

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。

7段数码管会显示投币金额（用BCD码），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，表示找回余额（退币选作）。

洗车机动作流程。

1）．按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。

2）．洗车机右移到达右极限开关后，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，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设备开始动作——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，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始洗刷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，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移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，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。

3．原点复位设计。

若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，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。

系统主电路设计与设备选型

系统主电路设计：

见24页图

设备选型

FP0C14CRS（8入6出）FP0E16RSW（8入8出）

1.3PLC控制系统硬件选型及其配置

　PC机，TVT90A3-11，RS232，见23页图

二．PLC控制系统设计

PLC控制系统I/O地址分配表及变量定义

I/O接口名称

I/O口地址位

I/O口变量定义

输入信号

X0

21273344263

启动按钮SB1

X1

291307

停止按钮SB2

X2

喷水

X3

刷子刷

X4

喷洗洁剂

X5

5880148214232

右移限位按钮SQ4

X6

7090204222240261

左移限位按钮SQ5

X7

254288

复位按钮SB3

输出信号

Y0

268

驱动右移HL0

Y1

278

驱动左移HL1

Y2

292

驱动喷水HL2

Y3

296

驱动刷子刷HL3

Y4

304

驱动喷洗洁剂HL4

Y5

228

驱动风扇

R30

261

复位灯亮

R31

244

启动灯亮

2.2PLC系统I/O接线图设计

见26页图

2.3PLC控制程序流程图设计

见附件1，见25页图

2.4PLC控制程序设计

设计思路：

整个程序分三部分。

第一部分是投币程序。

第二部分是洗车机动作程序。

前两部分程序由中间启动连接而成。

第三部分是复位程序。

第一部分投币程序设计思路：

我们用微分指令来实现每一次投币动作。

设计3个投币孔，分别为5元，10元，50元。

用F20（+）指令将每次投币存入寄存器DT0中。

并将DT0中投入的金额转化为二进制并输出显示在数码管上，用F80BCD指令完成。

再将DT0中累积投币的数值与100相比较，当大于或等于100时才能与启动按钮连通。

用比较指令完成。

第二部分洗车机动作程序设计思路：

启动按钮有效时，开始进入第一道工序。

整个洗车流程由21道工序完成。

但是，整个步进程序中归结起来只有6个动作，即左移，右移，喷水，刷子刷洗，碰清洁剂，风扇吹干。

我们可以将这6个动作设置6个驱动线圈。

并加上驱动启动灯亮和驱动复位灯亮作为所有输出信号。

依次由Y0—Y6，并加上线圈R30，R31来表示上述输出信号。

再为上述动作设置触点。

首先设置一个启动按钮X0，停止按钮X1，复位按钮X7。

并将喷水，刷洗，碰清洁剂状态触点依次设为X2，X3，X4。

在设置一个右移限位开关X5和左移限位开关X6。

以上为所有的输入信号。

根据控制要求，我们用步进指令逐步写出每一个状态和动作。

使动作顺序有条不紊。

由于同一线圈不能重复使用，所以将需要重复使用的线圈用不同的内部继电器来代替再使用到程序中。

第三部分复位程序设计思路：

当停止按钮的触点有效时，用CSTP指令停止所有的工序。

即可使所有动作停止。

当复位按钮的触点有效时，驱动左移直到触碰左移限位开关。

再按下启动按钮即启动按钮触点有效时，洗车机从第一道工序开始重新执行。

若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作。

我们就此设计了复位系统。

其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，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。

排除故障后再按下启动按钮，洗车机从第一步骤开始重新动作。

这就是该洗车机系统对突发情况发生时的保护措施。

以至于避免在发生停电或故障等紧急情况发生死机而损坏系统。

所以，这样的洗车机系统时可靠的。

三．系统调试及结果分析

3.1系统调试及解决的问题

问题1：

调试过程中，我们曾经遇到过不能按次投币的情况，比如投币5元时，—︱︱X21—[F20+,K5,DTO]

解决方法：

加入微分指令ＤＦ即可实现按次累加投币金额

问题2：

当加上微分指令解决问题1之后，显示情况变为不管　投币金额是否足够，按下启动键洗车机均可动作。

解决方法：

加入比较指令，将投入金额与100进行比较，只有大于或等于100时寄存器R28才有效。

将R28和启动按钮串联，只有当R28有效时按下启动键才能执行清洗动作。

问题3：

当按下停止按钮时所有工序停止但是再次按下停止按钮时又恢复，停止按钮只是起到一个中断的左右而并不是停止的作用。

解决方法：

让停止按钮触点连接所有工序号并联的步进清除指令，才可使所有动作彻底停止。

问题4：

第一道工序开始时，洗车机右移，喷水，洗刷。

到右极限开关时，洗车机左移，本应持续喷水洗刷动作。

但是，我们在第一道工序驱动喷水洗刷后，下一道工序左移时喷水洗刷动作却停止了。

解决方法：

因为第一道工序结束后会自动清除第一道工序的动作。

所以在第二道工序开始后，应重新驱动喷水和刷子才能使喷水和刷子继续动作。

问题5：

在下载到PLC时，出现重复定义错误。

但是我们检查所有的线圈均没有重复使用的现象。

解决方法：

因为我们没有检查步进指令ＮＳＴＰ和ＳＳＴＰ的号码，我们的指令号码有使用重复的现象，也属于重复定义的范畴。

所以在使用步进指令时，不但要检查是否有线圈重复使用，还要检查步进指令的工序号是否有重复定义的现象。

3.2结果分析

结束语

取得效果：

　　　　洗车机有三个投币孔。

分别为５元，１０元，５０元。

洗车机洗车一次需要１００元。

当投币总额够１００元时，按下启动按钮，洗车机按控制要求的工序移动，喷水，洗刷，碰清洁剂，吹干等进行动作。

如不发生特殊情况，汽车机按顺序运行了所有动作将车洗干净。

发生特殊情况时，按下停止按钮，洗车机停止所有动作，并左移到位。

按下复位按钮时，洗车机将从头开始所有洗车动作。

创新点：

　　　复位系统的加入使洗车机的自我保护功能完善。

无复位系统时洗车机遇到停电故障等特殊情况时无法动作，会发生死机并对洗车系统造成损坏。

从用户的角度讲，用户交了１００元在洗车过程中遇到特殊情况，故障排除后只能再交１００元才能继续洗车，这对用户时不公平的。

在引入复位系统后，用户在洗车过程中即使发生特殊情况，在排除故障后不用再次交１００元即可继续洗车，将一次交易彻底完成，这是对用户合法权益的保障。

设计意义：

　　　　自助洗车机的的设计与投入使用，让洗车变成了一件轻松简单的事情。

不用再雇佣人力来给客户洗车也不用客户自己费时费力洗车。

对于商家来讲，降低了成本，省去对雇佣人员的开支。

在人力洗车时，对于有些和商家有千丝万缕联系的关系户的划价行为，商家不好拒绝，但是对于商家来说是一种损失。

有了自助洗车机，无论任何人来到商家这里洗车，必须投足够钱数才能洗车，无形中让划价的人免开尊口。

商家就不会因此损失利益。

统一定价，规范了此行业。

在好几个不同的洗车商家同时够买我的自助洗车机产品是，由于价格是开发人员预先设定好的，所有商家买回的产品洗车定价均相同，避免了商家与商家之间的恶意竞争。

参考文献：

可编程序控制器原理及应用教程

（李树雄　主编）《北京航空航天大学出版社》

附录：

带功能注释的源程序

PLC控制系统硬件选型及其配置

系统主电路设计