PLC课程设计自动洗车机控制设计.docx

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PLC课程设计自动洗车机控制设计

自动洗车机控制设计论文

摘要

可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。

早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制，因而被称为可编程逻辑控制器（Programmable  Logic  Controller），简称PLC。

随着微电子技术和微型计算机的发展，微处理器用于PLC，使其不仅可以实现逻辑控制，还可以进行数字运算和处理、模拟量调节和联网通信等，因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（Programmable  Controller），简称PC。

但近年来PC又成为个人计算机（Personal  Computer）的简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控制器简称为PLC。

随着科技的发展，洗车机也从原来的人工洗车发展到了如今的自动洗车，为了更加方便人民以后的洗车问题，本系统实现了完全的自动化洗车不需要人的参加，也使得洗车越来越轻松、方便、快捷。

随着工业控制器在人类生活中越来越广泛被应用,该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等。

本装置采用的中心自动化控制——可编程控制器（即PLC）来设计完成的。

PLC是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型自动控制装置。

本文就是针对这一情况而设计的自动洗车系统。

关键词：

自动洗车系统 工作原理 PLC

1系统概述

1.1应用背景和意义

自从19世纪第一辆汽车诞生以来，汽车行业随着现代科技技术的发展有了质的的飞跃，随着时代的发展，人们生活水平的提高，人们对汽车的需求量也逐渐加大，随之而来的便是汽车的保养，其中汽车的清洗便是不可缺少的内容。

目前，国内的汽车清洗由传统的人工完成。

对于当今社会，高科技的发展实现了各行各业的自动化控制，但是在汽车清洗行业，大部分仍是靠人工来完成。

传统的洗车业通常由人工完成，利用人力资源，对汽车进行涂抹泡沫，然后采用高压水泵，利用水泵对汽车进行冲洗，再在自然光及风等自然条件下，让清洗的汽车进行自动风干。

虽然可以达到清洗汽车的目的，但过分依赖于劳动力，操作时间长，洗车过程慢，并且浪费了大量的水资源，经济性差，不适合和洗车业的发展需求。

目前比较大型的汽车美容公司，虽然实现了汽车的清洗、打蜡、喷漆等自动化工程，但成本比较高，其自动控制系统不是适合小型的、专门的汽车清洗行业，因此，相对于中小型城市，汽车清洗业有着巨大的发展潜力。

如何实现高效、高质量并且适用于小型工厂的汽车自动清洗装置，就成了汽车清洗行业发展的必然要求。

因此，本次设计就是采用PLC控制，利用定时器，通过线路的通断来实现汽车自动清洗流程。

它可以最大限度的节省洗车的人力、物力资源，并且满足不同的客户需求，同时它可以高效、准确的完成洗车任务，为客户提供便利，而且极大限度的节约水资源，符合当代建设节约型社会的时代需要。

并且本次汽车清洗自动系统结构简单，成本低，适合不同场合的需求，尤其是中小型公司。

1.2国内外研究现状

汽车清洗是近几年才在我国逐渐发展起来的新兴行业，具备资金和技术门槛低的特点。

由于从国家到地方，相关的行业标准不是十分完备，对场地、环保、设备、技术、经营管理等方面都缺乏明确的规定和要求，导致本该被淘汰地洗车方式仍然在洗车市场上大行其道，而无水洗车、全白动电脑机械化洗车等先进的洗下方式却在市场份额中占有很小的比例。

在欧、美等发达国家，经过多年的发展，科学洗车的理念己深入人心，洗车市场的洗车方式有全自动电脑洗车机洗车、蒸汽洗车和无水洗车，其中尤以全自动电脑洗车为主。

在我国建设，美化城市，创建现代化城市的发展主题中，在全社会，约水资源、保护环境、可持续发展的潮流中，追求时尚、效率和环保已成为汽车美容服务行业的重要内容和发展方向。

目前，城市落后的人丁洗车方式已不能适应现代化城市的市容卫生雨行业发展的需求，也不符合企业的规模经营、专业化，规范化的要求，更谈不上行业的可持续发展。

要想中国的洗车行业健康有序地发展，当务之急，必须推广科学的、环保的、符合中国国情的科学洗车方式，要新的理念、新的思路和新的方法来管理洗车行业，提升行业的形象和竞争力。

全自动电脑洗车机，顺应时代的需要应运而生。

它的出现是向传统洗车方式的挑战，必将引起洗车行业市场一场激烈的竞争和带米根本性的变革。

中国的洗车行业要发展，必须与国际洗车业接轨，缩小与国际先进洗车行业的差距，因此，推广和应用全自动洗下机势在必行。

1.3设计任务和要求

用PLC的相关知识设计一个自动洗衣机的控制系统，该系统需满足以下要求：

1.按下启动按钮，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，开始左移，喷水及刷子继续工作。

3.洗车机左移到达极限位置后，开始右移，喷水机及刷子停止工作，清洗机设备开始动作喷洒清洗剂。

4.洗车机右移到达极限位置，开始左移，继续喷洒清洁剂。

5.洗车机左移到达极限位置，开始右移，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停止，洗车机继续右移3s，刷子又开始洗刷5s停止，洗车机继续右移，到达右极限开关后停止，然后往左移。

7.重复上面第6步，左移碰左极限开关停止。

8.洗车机往右移，风机设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机往左移，直到碰到左极限开关，重复3次动作。

洗车整个过程完成。

启动灯熄灭。

9.若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后心须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，洗衣车机往左移，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

2方案论证

洗车机要求有启、停止、复位功能，所以设计时需要三个输入口输入信号。

如使用本方案，启动程序后，按下启动按钮，启动指示灯亮，表示自动洗车机已经启动；洗车机右移，喷水设备喷水，刷子开始洗刷；当达到右极限时，触动行程开关SQ2，洗车左移，喷水和洗刷继续；当到达左极限时，行程开关SQ1动作，喷水和洗刷停止，洗车右移，清洗设备开始动作喷清洗剂；当到达右极限后，洗车左移，继续喷清洗剂；再次到达左极限后，停止喷洒清洗剂，洗车和刷子变为间续性运动（洗车运动3s停止，刷子洗刷5s，如此循环往复），直到到达右极限，然后再以这种运动方式运动直到到达左极限；到达左极限后，刷子停止动作，洗车机右移，风机设备动作，到达右极限后，洗车机左移，风机设备继续动作直到到达左极限，如此重复3次动作后，计数器C0动作，风机停止，洗车完成，启动灯熄灭。

3硬件设计

3.1主电路

主电路如图3-1所示。

图3-1主电路图

3.2I/O分配

I/O分配表如表3-1所示。

表3-1I/O分配表

输入地址号

信号名称

输入地址号

信号名称

X0

左极限开关SQ1

Y0

洗车机左移KM1

X1

右极限开关SQ1

Y1

洗车机右移KM2

X2

启动开关SB1

Y2

喷水机洒水KM3

X3

停止开关SB2

Y3

清洗剂控制KM4

X4

复位按钮SB3

Y4

刷子控制KM5

Y5

风机控制KM6

Y6

启动指示灯HL1

Y7

复位指示灯HL2

3.3I/O接线图

I/O接线图如图3-2所示。

图3-2I/O接线图

3.4元器件选型

原器件选型如表3-2所示。

表3-2元器件表

序号

代号

名称

型号

数量

1

M

三相异步电动机

J02-22-4,1.5kw1410转/分，380v，3.49安

5

2

QS

低压隔离器（空气开关）

DZ47-3P

1

3

FR

热继电器

JR36-20

5

4

CPU

PLC处理器

CPU222

1

5

KM

交流接触器

CJX2-09

6

6

SB

按钮

LAY8

2

7

SQ

行程开关

LXK2

2

8

FU

熔断器

RT16-20

3

9

L

导线

若干

10

AC

交流电源

220v

1

4软件设计

4.1主流程

主流程图如图4-1所示。

图4-1主流程图

4.2程序

本程序由PLC软件做出梯形图后转换而来，如图4-2所示。

图4-2程序图

4.3梯形图

梯形图如图4-3所示。

图4-3梯形图

5系统调试

进过多次反复调试与修改，本次设计基本满足了自动洗车机控制的要求：

当按下X2时，启动指示灯亮，表示洗车程序已启动，此时，实验台上表示洗车右移、喷水机喷水和刷子洗刷的三个灯HL4、HL5、HL7也亮了；按下开关X1模拟洗车到达右极限，此时，HL4熄灭，表示洗车左移的灯HL3和HL5、HL7均亮；按下开关X0，模拟洗车到达左极限，此时，HL3和HL5、HL7均熄灭，代表喷洒清洁剂的灯HL6和HL4亮;按下X1，HL4灭，HL3和HL6亮；按下X0，HL3和HL6灭，HL4亮，3秒后HL4灭，HL7亮，5秒后，HL4亮，HL7灭，若不按X1,则以这两种状态交替进行下去；按下X1后，实验台上仅HL3亮，3秒后HL3灭，HL7亮，5秒后，HL3亮，HL7灭，若不按X0,则以这两种状态交替进行下去；按下X0，试验台上仅HL4和代表风机动作的HL8亮;按下X1后，HL4熄灭，HL3和HL8亮；按下X1，HL4灭，HL3和HL8亮;按下X0后，HL3熄灭，HL4和HL8亮；重复3次动作后，实验台上所有灯均熄灭。

为模拟故障复位，在实验时，按下手动复位按钮X4，实验台上复位指示灯亮。

模拟故障停车时，按下X3，实验台上所有的灯均熄灭。

6结论

经过近一周的努力，我的课程设计终于完成了。

课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。

通过这次课程设计，我明白了自己原来知识还比较欠缺的。

自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。

通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在设计过程中，我们发现了很多平时不容易发现的问题，比如，在实际操作中，若不小心触动行程开关，则程序就会产生误操作，使程序产生逻辑错误或者是根本无法运行，这一点具有实际生产意义，必须加以考虑。

另外，如果自动洗车在工作中因断电或故障而停止，必需复位后重新启动，这样就会浪费以前的大量工作，在实际应用时我们可以设置手动挡，以提高效率，降低成本，避免无谓的重复工作。

我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

在整个设计中我懂得了许多知识，为将来的毕业设计打下了一定的基础，也培养了我独立工作学习的能力。

相信这次课程设计会对今后的学习、工作生活有很重要的影响。

这次课程设计而且大大提高了我的动手能力，使我充分体会到在创造过程中探索的艰难，同时也让我尝到了成功时的喜悦。

虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的知识是这次课程设计的最大收获，也将成为我的财富，这些都会为以后的继续学习提供一个很好的基础。

参考文献

1.王兆义.可编程控制器使用技术[M].北京：

机械工业出版社，2004.

2.常晓玲.电器控制系统和可编程控制器[M].北京：

机械工业出版社，2004.

3.殷洪义.可编程控制器选择设计与维护[M].北京：

机械工业出版社.2002

4.高钦和.可编程控制器应用技术及其设计实例[M].北京:

高等教育出版.2004.

5.阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京：

人民邮电出版社，2006.

6.史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京：

化学工业出版社，2003.

致谢

经过一个学期的PLC课程学习，在陈娜老师的精心指导和教诲下，我们圆满完成了对自己的专业核心课PLC的学习，我们花费一周左右的时间完成了本次课程设计。

本此课程设计提高了我们多方面的能力，包括自主学习能力，勇于探索能力和总结提升能力。

同时也增强了我们勤奋艰苦的精神，培养了我们团队协作意识，提高了我们的总和素质。

这些各个方面能力的提高，成为了我们以后人生的财富。

同时也为我们即将到来的大四毕业设计做了一次铺垫。

在本次课程设计过程中，首先要感谢陈娜老师不辞辛苦为我们的课程设计做指导，当我们有问题时，陈娜老师总能认真细心地为我们解答，这样是我们遇到问题总能迎刃而解，从而顺利完成课程设计，完成PLC课程的学习。

其次要感谢同组同学的齐心协力，在课程设计过程中每个人都分工明确，并且在保质保量完成自己工作同时积极帮助同组其他同学，这样我们组才成为了一个团结的小组。

最后也要感谢本班其他同学的帮助，当我们问他们问题时，他们也都一一仔细解答。

如果没有以上人员的共同努力本次课程设计的完成是难以想象的。