汽车自动清洗装置PLC控制lyl.docx
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汽车自动清洗装置PLC控制lyl
目录
目录1
第一章前言1
第二章PLC以及汽车自动清洗装置的PLC应用2
2.1PLC的定义和发展历程2
2.2PLC的基本结构2
2.3PLC的特点2
2.4汽车自动清洗装置中应用PLC的优势4
第三章汽车自动清洗装置PLC控制线路设计5
3.1设计任务要求5
3.2分析任务要求及解决方案5
第四章硬件选型7
4.1参考资料和现有基础条件7
4.2PLC的选择7
4.3三菱FX系列PLC简介7
4.4主要性能和技术参数7
第五章PLC控制程序的设计8
5.1I/O分析8
5.2I/O分配表8
5.3PLC外部接线图8
5.4顺序功能图9
5.5PLC控制梯型图及语句表10
5.6程序原理分析10
总结11
参考文献12
第一章前言
市场上常见的汽车自动清洗机简介
它改变传统高压水枪单相流、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。
第二章PLC以及汽车自动清洗装置的PLC应用
2.1PLC的定义和发展历程
ProgrammableLogicController简称为PLC，即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。
国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。
在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.
2.2PLC的基本结构
CPU模块：
又叫中央处理单元或控制器,它主要有微处理器和存储器组成。
CPU的作用类似于人的大脑和心脏。
它采用扫描方式工作，每一次完成以下工作：
（1）输入处理；
（2）程序执行；（3）输出处理。
I/O模块：
是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号,输入信号有两类：
开关量输入信号和模拟量输入信号。
PLC通过输出模块控制接触器，电磁阀，电磁铁，调节阀，调速装置等执行器。
编程设备：
用来生成、检查和修改用户程序，还可以用来监视用户程序的执行情况。
电源：
PLC一般采用220v交流电源。
2.3PLC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10~20ms.
（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CPU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，是实现机电一体化的理想设备。
2.4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。
第三章汽车自动清洗装置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
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：
图3-2
第四章硬件选型
4.1参考资料和现有基础条件
实验室有EL型PLC实验系统4套；
FX2N系列实验装置8台，以及相关的软件；
FX2N系列、S7系列产品说明书；
FX2N系列实验装置实验指导书。
4.2PLC的选择
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。
4.3三菱FX系列PLC简介
FX系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。
其中FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。
它们采用整体式和模块式相结合的叠装式
4.4主要性能和技术参数
下面以上海阔龙机械有限公司轨道往复式水斧洗车机为例,其主要性能和技术参数如下：
窗体顶端
窗体底端
类型
水斧洗车机
水温
自来水
移动方式
轨道往复式
型号
KL-718
喷射压力
20~80kg（Mpa）
射程
3（m）
水量
约120L
吸水高度
22（mm）
品牌
上海阔龙
用途
商用
KL-718-B型 （旋7环绕免擦式）
上海阔龙718-B型是一款电脑全自动洗车机，具备先进的无接触洗车技术程序化、L型旋转式洗车系统、手动控制和遥控控制两种人性化操作方式，全中文显示、系统采用光电定位技术确定车的位置和形状，并控制清洗臂（L型）对车的上下和周边清洗，臂杆可以旋转、后退，不致损害汽车和清洗设备，绝对不会出现缠绕、撞击、失控等一般洗车机经常出现的事故，上海阔龙718-B型洗车机是一款洗车速度快捷的洗车机，洗车速度达到一百秒一辆车，本款洗车机选用上轨式驱动，大大的提高了洗车速度的同时还达到外形大气美观的效果。
元件参数明细表：
电脑程序控制
台湾进口
高压水泵
美国进口
电器控制
法国施耐德
轨道长度
7000MM
光电跟踪
台湾瑞科
机器长度
1000MM
操作界面
触摸屏
机器宽度
3200MM
L型喷流杆
1套
机器高度
2500MM
地喷
1套
有效洗车宽度
2000MM
侧喷
1套
有效洗车高度
2000MM
免擦系统
1套
每辆用时
100秒
遥控系统
1套
第五章PLC控制程序的设计
5.1I/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。
5.2I/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
SB1
X0
停止按钮
SB2
X1
检测器
ST
X2
输出信号
喷淋阀门
YV
Y0
刷子接触器
KM1
Y1
清洗接触器
KM2
Y2
5.3PLC外部接线图
根据选择的PLC类型和装置的原理我确定装置接线图如下
5.4顺序功能图
M8
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