基于PLC的自动洗车机控制系统设计

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、自动洗车机的系统分析与方案选择三、自动洗车机控制系统的硬件设计与选型四、 自动洗车机控制系统流程图五 、系统效果六 、目录一、摘要在现代现如今快节奏的都市生活下人们只要稍微松懈就有机会追不上时间的尾巴二十一世纪随着时间正在前进科学技术也不断发达。在上个世纪九十年代曾经遥不可及的小四轮车在现在也是无处不在了走在街道上经常可以看到人拿着水枪来洗车在看到了车主的快乐的同时却也造成水资源的大量浪费。而随着现代科技技术的发达以及车辆领域的显著改善对车辆的要求也日渐提高车辆的维修问题也随之产生其中车辆清洁便是不可或缺的内容。而届时全自主洗车机进入了国内市场直到今天已经慢慢地霸占了车友们的视线。国内自动洗车机的数量正以百分之十五-百分之二十的发展速度迅速占据着大片的国内市场这些机器节约了人们的洗车时间。本工程设计主要实现的目标是一个完全采用PLC的自动洗车机控制器的实现采用以西门子S7-200PLC为主题控件洗车机的梯形图并根据相关软件完成了自动洗车机的组态设计。再设计中自动洗车机的主要电路图首先被提出然后凭借详细的设计说明PLC控制系统的自动洗车机的工作过程并对了多种控制系统方法进行对比最终决定了本系统所采用的主要控件。然后就是自动清洗机器的硬件设计步骤在具体工程设计中先提供对PLC的简介并分析PLC的工作原理以及对PLC的选择并提供行程开关的基本原理以及选择、电源的选择、及其相应的硬件设置最后再提供整个系统的程序图并提供组态王软件的组态相关设计。本文主要针对自动洗车机控制器的设计流程进行方案设计先后描绘了主电路线、控制器的接线图、控制器阶梯过程示意图等、并利用组态王程序进行了控制器的集态设置以更好的满足了设计控制条件进而完成了自动洗车机控制器的产品设计全过程并大大的提升了效率以实现较好的工程设计效果。二、自动洗车机的系统分析与方案选择2.1 自动洗车机系统分析系统通过西门子S7-200仿真设计实现编程EM235为最常见的模拟扩展功能可以实现四次虚拟输入量和一次模拟输出功能本设计可以选择增加功能的EM235。另外通过在S7-200仿真程序中设置了用于设计的多个功能然后安装程序后转换为实际运行状态完成了调试本设计通过可编编程序的控制器PLC实现了汽车自动洗涤机设计能够完成用户要求的全自动洗车流程。[5]并进行了PLC的选择与放大后通过发电机的起动控制、检测单元的选择、高低压电子选择、电源设定等实现洗车硬件调整在仿真环境下对STEP_7进行编程、仿真和测量完成车辆自动清洗设备的软件设计。“喷淋系统启动控制水泵和喷淋电磁阀的启停可以对汽车不同位置的冲洗稍后擦抹系统启动清洗滚筒在电机的驱动下汽车在冲洗过程中擦抹系统和喷淋系统交互作业。”[6]具体的洗车机的原理框图如下图2.1 洗车机示意图此车洗刷机上还设置了启动按钮和车辆传感器当启动电闸时洗车机就开始运行“PLC控制器则通过控制各个不同电磁阀。”[7]将刷子触及器连通完成洗刷当刷洗机开始操作直至车辆全部离开时便终止了刷洗刷子触及器也终止运行按下结束按键使洗刷机触及器和清水阀门同时封闭实现了清洁。本设备采用了STEP7Micro语言进行的PLC编程是设备运行的基本原理由于将软件引入PLC并且通过PLC控制器进行汽车的自动清洁工作因此如下所述图2.2 自动洗车机设计原理图2.2 自动洗车机控制系统方案论述在经济体系的制定过程中控制方案的选取也是十分重要的步骤而控制方案选取的优劣程度将直接决定于后续实施的困难程度和政府投入的资金多少从而提高洗车机的安全性和智能性。[8]方案一PLC与继电器-接触器方案对比这种方法的控制原理比较简单易懂搭建的架构也非常简洁电机早期最简单的控制器方法就足够了成本也很低目前部分主处理器以及微处理器也都还没有问世但是这个控制器方法也是存在着其先天的不足的那就是由于响应时间比较长因此控制器效率也并没有充分的提高特性上也不够可靠以下将与PLC的控制器方法分别加以对比:1、控制逻辑方面在控制逻辑方面交流继电器控制方式的控制功能可以与实际接线相辅相成因此如果控制系统要扩大容量就必须重新定义逻辑并且PLC电缆的数量非常少因此PLC控制方式不同而且大部分都是通过软件来完成逻辑的也就所有的逻辑都不通过线路所以当控制系统进行了升级改造的时候就十分简单不需更改软件就能够完成。2、控制速度两者之间的控制速度是能够区分两者特性的最佳指标从上面可以知道这种控制继电器接触器的方法所有传输的指令都在实际的硬件线上而且线路的传输速度也比较慢通常在微秒的速度它需要几毫秒但随着布线的增加传输重叠信息的速度越慢传输指令的速度就越慢。PLC是通过软件制作的命令执行的速度是几微秒所以如果你用PLC来完成控制系统快慢是由望即可知的。3、定时控制方式定时器的方式不同也有很多继电器-接触器的计时的方式也大多是依靠时间继电器但精度根本就不能保证同时就算在室外放时也很容易受到外部条件的干扰。PLC则是利用内置的时间计时程序来实现的精确度能够大大超越普通的继电器而同时又更不易干扰到PLC内部的正常工作方法简单价格低廉洗车效果也好。[9]4、可维护性继电器接触器控制操作、接线时一旦出现故障位置就不方便找到问题的位置而且后续的维护更新也比较困难PLC主要使用软件来执行此操作后续的维护或更新或故障位置的检测都可以使用程序进行。方案二PLC与单片机控制方案比较随着单片微型计算机的出现生产微控制器的成本已经降到了最低点在一些小家电的控制系统和一些中小企业的电子制造中也是一种非常典型的制造形式。上述控制通常很灵活但主要用于某些制造成本相对较低的产品。采用单片机和PLC作为主控底座主要介绍如下:1、编程难度高单片机的程序配置也比较复杂首先是使用汇编语言或者使用单C微机语言进行编程这种编程方法非常灵活长期编程技能也很难学习同时因为单片机控制器通常需要特定的硬件知识也需要把软件编程方法运用到硬件电路上而这些软硬件一般都要求更高的功底所以单片微型计算机的编程也是相对麻烦的而PLC的编程则比较简单的多因为PLC大多是通过梯形图来实现设计功能的所以对许多在工业中自动控制系统领域工作的工程师而言从继电器-接触器控制系统方案中转过来的工程设计技术人员也能够很方便的理了解阶梯图形编程并且程序也比较简单。2、设计复杂单片机的设计工作电路通常都是比较复杂的但是由于单片微型计算机一般都是要外部配套的集成电路才能工作也因为单片微型计算机需要相应的工作环境再加上单片微型计算机的启动电压一般由于比较弱需要放大相应的元件所以在设计单片机控制器时需要更先进的软硬件设计功能PLC则不然PLC设计环境比较简单所以厂家可以很好地匹配PLC的工作环境有效提升PLC技术在自动洗车行业的发展。[10]3、稳定性不高一般来说控制机器人能够使用PLC来完成的动作又或是使用普通单片机才能够进行的动作但是两者之间最重要的区别就在于因为普通单片机的安全性远远不及于PLC使得如今的普通单片机也能够运行得非常的稳定但是针对更复杂的工业生产情况来说安全性却又要大打折扣了因为在复杂制造业的生产环境中不仅存在着噪声污染甚至是还存在着粉尘污染的所以在这种复杂工业生产情况下就需要针对更复杂工业生产情况而设计的控制机器人但是PLC却能够在复杂工业生产情况下稳定的运行了几亿个小时甚至十几亿个小时都没有任何问题这也是普通单片机所无法比的所以在复杂工业环境中就需要选以PLC为控制器的重要操作平台。通过上面的比较我们可以知道不管是继电器-交流器的主流方式亦或者机器人的并不会比PLC的主流控制器方式更理想又或者能够满足对整个系统的大部分功能的需求。三、自动洗车机控制系统的硬件设计与选型3.1 洗车机的主电路图图3.1 洗车机主电路图主电源回路主要由发电机和部分的高压电极组件等构成其中M1-M9用来提供不同阶段的发电机FR一-FR九都装有相应的继电器电动机通过M一的触点得转从而实现了相应作用。四、 自动洗车机控制系统流程图开始运行后按风干按钮则运行风干。[13]可以选用电动方式或手工方式电动方式必须先手工按下各个环节的控制器而手工方式则必须先将车开入相应区域再进行然后由检测仪监视周围环境并分别进行预湿、喷洗涤剂冲洗、干擦、回收液清洗、用毛刷刷洗、高压喷淋水冲洗、干洗去污、前后端补洗、风干等含水量程序。其中当洗涤泵启动后洗涤泵触及器随水闸门一起打开当车辆到达洗涤部位将刷子触及器打开即也就是说它被添加到清洁过程中。当汽车开始松动时洗衣机接触器、水闩和刷子护罩停止工作并清洁刷子。也就是说它被添加到清洁过程中。当汽车开始松动时洗衣机接触器、水闩和刷子护罩停止工作并清洁刷子可以使车辆保持长久的清洁。[14]自动洗车程序的组织结构图如图所示图4.1 程序流程图五 、系统效果六 、目录目 录第1章 研究背景 21.1 课题背景与研究意义 21.2 国内外自动洗车机研究现状 2第2章 自动洗车机的系统分析与方案选择 42.1 自动洗车机系统分析 42.2 自动洗车机控制系统方案论述 5第3章 自动洗车机控制系统的硬件设计与选型 83.1 洗车机的主电路图 83.2 PLC的概述及发展 83.3 PLC的组成以及应用 93.4 PLC的分类 103.5 PLC的选型 113.5.1 I/O点数的选择 113.5.2 存储器容量的选择 113.5.3 PLC型号选择 123.6 控制系统的I/O分配 133.7 限位开关的原理与选型 143.8 车辆检测传感器选型 143.9 电机的选择 15第4章 自动洗车机控制系统的软件设计 164.1 自动洗车机控制系统流程图 164.2 组态王软件概述 174.3 自动洗车机的组态设计 174.4 自动洗车机控制系统梯形图 174.4.1 梯形图设计过程 174.4.2 梯形图 20第5章 组态调试环节 27结 论 33参考文献 34致 谢 35