基于PLC的自助洗车机控制方案设计说明书.doc

基于PLC的自助洗车机控制设计
目 录
第一章 绪论
1。1 课题背景·················································4
1。2自助洗车机的优点·········································4
1.3课题内容和主要工作·······································4
1。4 实现目标·················································6
第二章 系统总体方案设计
2.1 系统框图设计及组成原理······································6
2.2 系统变量定义及分配表·····································7
2.3 系统接线图设计···········································8
第三章 控制系统设计
3.1控制程序流程图设计·······································9
3。2控制程序顺序功能图设计··································10
3.3控制程序梯形图设计······································12
设计体会························································19
参考文献························································19
附录:控制程序指令表·············································20
第一章 绪论
1。1课题背景
我国汽车工业高速发展，中国汽车需求年均增长24。5%，远远超过世界年均4％的增长速度。我国已成为世界第二大汽车消费国。目前，我国汽车保有量(除1390万辆三轮汽车外）为3595万辆,私人汽车拥有量达到2985万辆.随着汽车保有量的不断增加,汽配流通市场得到了空前的快速发展，达到了980亿元市场规模。汽车产业链中关键一环的汽车清洗占了汽车美容项目的大头.
市场调查表明：目前我国60%以上的私人高档汽车车主有给汽车做美容养护的习惯。30％以上的中低档车车主也开始形成了汽车美容养护的观念；30％以上的公用高档汽车也定时进行美容养护;50％以上的私家车车主愿意在掌握基本技术的情况下自己进行汽车美容和养护。不难看出，汽车美容业在我国有着巨大的潜在市场发展空间.作为汽车美容行业的龙头产品,电脑自动清洗机，则是我们汽车养护必不可少的清洗工具。业内人士分析,虽然人工洗车和电脑洗车的收费相差不几，但在时间、效率、人力、物力上却泾渭分明。
1。2 自助洗车机的优点
（1).使用洗车机洗一辆车的时间只需要3～4分钟，效率高. 
（2）。使用自助洗车机能大大减少劳动力、降低劳动强度,节省成本。 
(3）.一般使用新科技研发的自助洗车机清洗与人员手洗比起来更容易吸引客户,在提高整体形象的同时，又能大幅度提高的经济收入.
(4)。自助洗车机完全可以采用循环水设备，水用量在原有上可减少1/3，更可有效的合理利用水资源，节能环保。
1.3课题内容和主要工作
本课程设计主要是检验学生对PLC技术的理解和对实际PLC应用的掌握程度，根据控制要求,明确设计任务,拟定设计方案与进度计划,运用所学的理论知识,进行自助洗车机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
其设计内容和要求基本如下：
A、控制要求
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,当洗车机往朽移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3 s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。
B、设计内容
学生根据控制要求,明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识,进行自助洗车机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：
1。 设计出硬件系统的结构图、接线图；
2. 系统有启动、停止功能;
3。 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序;
4。 程序结构与控制功能自行创新设计;
5. 进行系统调试,实现自助洗车机的控制要求.
1。4 实现目标：
1。设计出系统的总体方框图；
2。设计出系统总体的接线图;
3。根据设计得到系统的顺序功能图以及系统的梯形图
第二章 系统总体方案设计
2.1 系统框图设计及组成原理
据设计要求可以设计出系统的框图如图2.1所示:
P
L
C
控
制
器
开关按钮
喷水设备
刷子设备
喷清洗剂设备
电源电路
洗车机
风扇设备
左、右极限行程开关
投币找零检测设备
指示灯
七段数码管显示

图 2。1 系统框图
组成原理:
根据系统的设计要求可知，在洗车过程中必须往复运动，可利用电机的正反转来实现，在运行的同时还要有一系列的动作，比如喷水、刷子洗刷喷洒清洗剂等动作，可利用洗车机压迫行程开关时产生的脉冲来实现。即：用计数器来计算到达左右极限的次数，进而控制相应的动作.而洗车过程中所需的定时,利用定时器即可实现,并用定时器的相关触点控制移动电动机的通断。
2.2系统变量定义及分配表
系统的变量定义及I/O分配如表1和表2所示:
表 1 PLC输入端I/O分配
PLC输入
输入端按键及检测信号
I0。0
启动开关
I0。1
左极限检测开关
I0.2
右极限检测开关
I0。3
复位开关
I0。4
停止开关
I0。5
退币孔
I0。6
5元投币孔
I0.7
10元投币孔
I0。8
50元投币孔
表 2 PLC输出端I/O分配
PLC输入
输入端按键及检测信号
Q0。0
洗车机右移
Q0。1
喷水机洒水
Q0。2
刷子洗刷动作
Q0。3
洗车机左移
Q0.4
喷洒清洁剂
Q0.5
风扇吹干动作
Q0.6
启动灯
Q0。7
复位灯
Q1。0~Q1。7
七段灯显示金额
2。3 系统接线图设计

第三章 控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
根据系统设计要求设计系统控制程序流程图如下所示：
图3-1 系统控制程序流程图
3.2 控制程序顺序功能图设计
根据系统设计要求设计系统控制程序顺序功能图如下所示:
SM0。0

Q0.7
M0.0

I0.3

I0.0 I0.3

Q0.6
Q0.2
Q0.1
Q0.3
Q0.0
M0.1
M1.4

I0.2 I0.3

I0.1
Q0.6
Q0.3
Q0.2
Q0.1
M0.2

I0.1 I0.3

Q0.6
Q0.4
Q0.0
M0.3

I0.2 I0.3

Q0.6
Q0.4
Q0.3
M0.4

I0.1 I0.3

T38 I0.2 I0.4 I0.3
M0.5

Q0.6
T37
Q0.0

T37 I0.4 I0.3

Q0.6
T38
Q0.2
M0.6

I0.2 I0.3

T38 I0.1 I0.4 I0.3
Q0.6
T37
Q0.3
M0.7

T37 I0.4 I0.3

Q0.6
T38
Q0.2
M1.5

I0.1 I0.3

Q0.6
Q0.2
Q0.1
Q0.0
M1.6

I0.2 I0.3
接上页：
Q0.1
Q0.3
M1.0

Q0.6
Q0.2

I0.1 I0.3
I0.1 I0.3

Q0.6
Q0.5
M1.1
Q0.0

I0.2 I0.3

Q0.6
Q0.5
Q0.3
M1.2

I0.1 I0.3

3.3 控制程序梯形图设计
根据系统设计要求设计系统控制程序梯形图如下所示
设计体会
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
 在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识,不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼.我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域,这方面的能力便会使我们受益非浅。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题.有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作,花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。
参考文献
[1] 廖常初.S7—200 PLC编程及应用[M］.北京：机械工业出版社，2007
［2］ 李方圆.西门子S7—200 PLC从入门到实践［M］。北京：电子工业出版社，2010
［3] 洪志育.例说PLC［M］。北京:人民邮电出版社,2006
［4]  廖常初。 可编程序控制器的编程方法与工程应用[M］，重庆：重庆大学出版社,2001
［5]  陈在平等.可编程序控制器技术与应用系统设计［M］.北京:机械工业出版社，2002
［6］  宫淑贞等。可编程控制器原理及应用[M］。北京:人民邮电出版社,2002
附录：控制程序指令表
TITLE=程序注释
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
LD SM0。1
= M0。0
Network 2
LD I0。3
S M1.4， 1
Network 3
LD M0.0
AN I0。3
A I0。0
S M0。1， 1
R M0。0, 1
Network 4
LD M0。1
AN I0。3
A I0.2
S M0。2, 1
R M0。1, 1
Network 5
LD M0.2
AN I0.3
A I0.1
S M0.3, 1
R M0.2， 1
Network 6
LD M0。3
AN I0。3
A I0。2
S M0。4, 1
R M0。3， 1
Network 7
LD M0.4
AN I0。3
A I0。1
S M0.5, 1
R M0。4， 1
Network 8
LD M0。6
A T38
A I0.4
AN I0。3
AN I0.2
S M0。5， 1
R M0。6， 1
TON T38， 50
Network 9
LD M0。5
A T37
AN I0。3
A I0。4
S M0.6， 1
R M0。5, 1
TON T37， 30
Network 10
LD M0。6
AN I0。3
A I0.2
S M0。7， 1
R M0。6， 1
Network 11
LD M0。7
A T37
AN I0。3
A I0。4
S M1.5, 1
R M0。7, 1
TON T37, 30
Network 12
LD M1.5
AN I0.3
A I0.1
S M1。6， 1
R M1.5, 1
Network 13
LD M1.5
A I0。4
A T38
AN I0。3
AN I0。1
S M0.7， 1
R M1.5, 1
TON T38， 50
Network 14
LD M1。6
AN I0。3
A I0.2
S M1。0, 1
R M1。6, 1
Network 15
LD M1。0
AN I0。3
A I0。1
S M1.1, 1
R M1.6, 1
Network 16
LD M1.1
AN I0。3
A I0。2
S M1。2， 1
R M1。1, 1
Network 17
LD M1。2
AN I0。3
AN I0.1
S M1。1, 1
R M1.2, 1
Network 18
LD M1。2
AN I0.3
A I0.1
S M0。0, 1
R M1。2， 1
Network 19
LD M1。4
AN I0。3
A I0.1
S M0。0， 1
R M1.4, 1
Network 20
LD M0。1
O M0。3
O M0。5
O M1.6
O M1。1
= Q0.0
Network 21
LD M0。1
O M1。6
O M1.0
= Q0.1
Network 22
LD M0。1
O M0.2
O M0。6
O M1.5
O M1.6
O M1.0
= Q0。2
Network 23
LD M0。2
O M0。4
O M0.7
O M1.0
O M1.2
O M1.4
= Q0。3
Network 24
LD M0。3
O M0。4
= Q0。4
Network 25
LD M1。1
O M1.2
= Q0。5
Network 26
LD M0。1
O M0。2
O M0.3
O M0.4
O M0。5
O M0.6
O M0。7
O M1。5
O M1。6
O M1。0
O M1。1
O M1。2
= Q0.6
Network 27
LD M0.0
= Q0。7
END_ORGANIZATION_BLOCK
SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0
TITLE=子程序注释
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
END_SUBROUTINE_BLOCK
INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0
TITLE=中断程序注释
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
END_INTERRUPT_BLOCK
12