1、目錄第1章 自助洗車機(jī)流程分析11.1 自助洗車機(jī)流程設(shè)計目的11.2 自助洗車機(jī)設(shè)計任務(wù)11.3 自助洗車機(jī)設(shè)計控制要求2第2章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計32.1 系統(tǒng)的硬件組成32.2 控制方法分析42.3 i/o分配42.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計5第3章 系統(tǒng)控制梯形圖程序設(shè)計63.1 控制程序流程圖設(shè)計63.2 控制程序時序圖設(shè)計73.3 控制程序設(shè)計思路7第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計84.1 plc與上位監(jiān)控軟件通訊84.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計94.3 實(shí)現(xiàn)的效果13第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析145.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題145.2 結(jié)果分析15課程設(shè)計心得16參考文獻(xiàn)17附錄18第1章 自助洗車

2、機(jī)流程分析1.1 自助洗車機(jī)流程設(shè)計目的我國汽車工業(yè)高速度完成長，汽車行業(yè)前景廣闊。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，預(yù)計2011年將持續(xù)保持增長，預(yù)計增長率在19%至20%之間。到2020年，中國本土汽車產(chǎn)量將達(dá)到2000萬輛左右，其中兩成產(chǎn)品將進(jìn)入國際市場。根據(jù)汽車行業(yè)專家們的預(yù)測，隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和人們消費(fèi)觀念的改變，中國將成為世界轎車的最大消費(fèi)國之一，即我國轎車保有量在未來的一二十年里將會有飛速提高。在不久的將來，開車將會是人們普遍掌握的生活技能，轎車也不再是特權(quán)人士的標(biāo)志，而將是人們出門的代步工具。那么當(dāng)人們擁有一輛自己的愛車時，無疑會呵護(hù)倍至。汽車的平時清潔護(hù)理和定期美容保養(yǎng)，必然成為人

3、們?nèi)粘５南M(fèi)內(nèi)容。另一方面，我國各大中城市雖然發(fā)展很快，但建設(shè)不配套，缺乏停車場所，使大量汽車只能露天棲息，飽受風(fēng)吹、雨淋、日曬的無奈，致使汽車日漸老化。這就更加促進(jìn)了汽車美容業(yè)的發(fā)展。而汽車清洗是汽車美容項目的重要，雖然人工洗車和pc洗車的收費(fèi)相差不幾，但在時間、效率、人的勞力、物力上卻涇渭分明。而使用自助洗車機(jī)則具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 洗一輛車的時間只需要3至4分鐘，效率高；2) 能大大削減生產(chǎn)力、降低勞動強(qiáng)度，節(jié)省成本；3) 手洗比起來更易吸引客戶，在提高群體形象的同時，又能大幅度提高的經(jīng)濟(jì)收益；4) 可以采用輪回水設(shè)備，減少用水量，節(jié)能環(huán)保。1.2 自助洗車機(jī)設(shè)計任務(wù)根據(jù)控制要求，明確設(shè)計

4、任務(wù)，擬定設(shè)計方案與進(jìn)度計劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識，進(jìn)行自助洗車機(jī)運(yùn)行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計，提高理論知識工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：1）設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；2）系統(tǒng)有啟動、停止功能；3）運(yùn)用功能指令進(jìn)行plc控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；4）程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；5）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)自助洗車機(jī)的控制要求。1.3 自助洗車機(jī)設(shè)計控制要求1) 設(shè)計投幣100元自助洗車機(jī)。2) 有3個投幣孔，分別為5元、10元及50元3種，當(dāng)投幣合計100元或超過時，按啟動開關(guān)洗車機(jī)才會動作，啟動燈亮起。

5、7段數(shù)碼管會顯示投幣金額（用bcd碼），當(dāng)投幣超過100元時，可按退幣按鈕，這時7段數(shù)碼管會退回零，表示找回余額（退幣選作）。洗車機(jī)動作流程：(1) 按下啟動開關(guān)之后，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。(2) 洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動作。(3) 洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，噴水機(jī)及刷子停止動作，清潔劑設(shè)備開始動作噴灑清潔劑。(4) 洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。(5) 洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往右移3s后停止，刷子開始洗刷。(6) 刷子洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移

6、，右移3s后洗車機(jī)停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，到達(dá)右極限開關(guān)停止，然后往左移。(7) 洗車機(jī)往左移3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移3 s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開關(guān)后停止，然后往右移。(8) 洗車機(jī)開始往右移，并噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當(dāng)碰到右極限開關(guān)時，洗車機(jī)停止前進(jìn)并往左移，噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動作，直到碰到左極限開關(guān)后停止，并開始往右移。(9) 洗車機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動作將車吹干，碰到右極限開關(guān)時，洗車機(jī)停止并往左移，風(fēng)扇繼續(xù)吹干動作，直到碰到左極限開關(guān)，則洗車整個流程完成，啟動燈熄滅。3) 原點(diǎn)

7、復(fù)位設(shè)計若洗車機(jī)正在動作時發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車全流程的動作，其動作就是按下復(fù)位按鈕，則洗車機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機(jī)往左移，當(dāng)洗車機(jī)到達(dá)左極限開關(guān)時，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車機(jī)完成復(fù)位動作。第2章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 系統(tǒng)的硬件組成本系統(tǒng)采用plc作為核心控制。以按鍵和投幣作為信息采集單元，以plc為作為數(shù)據(jù)處理和控制單元，以數(shù)碼管作為數(shù)據(jù)顯示單元，以指示燈作為用戶狀態(tài)單元和開鎖指示單元，組成硬件結(jié)構(gòu)框架圖。其中按鈕輸入信號包括人工輸入的信號和洗車機(jī)碰到限位開關(guān)時的信號。人工輸入信號包括：開始按鈕、開始

8、投幣按鈕、投幣結(jié)束按鈕、開始洗車按鈕；洗車機(jī)碰到限位開關(guān)的信號包括：洗車機(jī)初始位置信號、左限位開關(guān)信號、右限位開關(guān)信號。2.2 控制方法分析本系統(tǒng)由三菱公司生產(chǎn)的fx2n系列的plc、人機(jī)交互和串口通信、數(shù)碼管和電源組成。其所需完成的功能是將鍵盤和投幣機(jī)采集到的信息通過i/o端口輸送到plc內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到的結(jié)果判斷是否滿足開始洗車的條件，以實(shí)現(xiàn)對洗車電路的控制。同時數(shù)據(jù)處理時要求進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)顯示和指示燈的閃動。2.3 i/o分配表2-1 i/o分配表輸入信號輸出信號啟動開關(guān)x0顯示個位的七段數(shù)碼管y0y7復(fù)位開關(guān)x1顯示十位的七段數(shù)碼管y10y17右極限開關(guān)x2顯示百位的七段數(shù)碼管y

9、20y27左極限開關(guān)x3洗車機(jī)左移y305元投幣孔x4洗車機(jī)右移y3110元投幣孔x5洗車指示燈y3250元投幣孔x6復(fù)位指示燈y33退幣x7噴水y34刷子洗刷y35噴清潔劑y36風(fēng)扇y37找錢指示燈y402.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計圖硬件系統(tǒng)總體接線圖第3章 系統(tǒng)控制梯形圖程序設(shè)計3.1 控制程序流程圖設(shè)計圖3-1 程序流程圖3.2 控制程序時序圖設(shè)計3.3 控制程序設(shè)計思路程序梯形圖見附錄第4章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計4.1 plc與上位監(jiān)控軟件通訊首先啟動intouch軟件中的ioserver軟件（軟件與intouch軟件不同時提供，除非盜版）：modicon modbus ethernet軟件，見下圖

10、所示：io server軟件選擇畫面server配置軟件啟動后，點(diǎn)擊configure-server settings菜單，見下圖所示：在彈出對話框中主要設(shè)置兩個參數(shù)：l protocol timer tick：該時間必須是最快刷新數(shù)據(jù)所需時間的24倍；l start automatically as windows nt service：如需系統(tǒng)啟動后，該io server驅(qū)動自動運(yùn)行時，可以選中。注意：l 上述設(shè)置在下次啟動時自動生效。server settings設(shè)置畫面4.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計在組態(tài)王中與施耐德plc相關(guān)的協(xié)議有：modbus plus、modbus ascii、m

11、odbus rtu、modbus rtu unpack、modbus（以太網(wǎng)）、modbusserver（以太網(wǎng)）、modrtufordtu、tsx micro八種。組態(tài)王中設(shè)置比其它監(jiān)控軟件要簡單的多。首先啟動組態(tài)王軟件，組態(tài)王軟件啟動見下圖所示：組態(tài)王啟動方式工程瀏覽器中通訊設(shè)置（即與plc通訊時的相關(guān)設(shè)置）點(diǎn)擊工程瀏覽器中的設(shè)備目錄，在右邊的窗口中雙擊新建圖標(biāo)，見下圖所示：設(shè)備配置窗口在彈出的對話框中選擇相應(yīng)的modbus（以太網(wǎng)）目錄，并打開，點(diǎn)擊目錄下的網(wǎng)卡。見下圖所示：modbus tcp/ip以太網(wǎng)通訊選擇窗口點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的窗口中輸入設(shè)備名稱，見下圖所示：設(shè)備名稱定

12、義窗口點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的窗口中選擇設(shè)備連接的串口號（這是我最郁悶的，以太網(wǎng)通訊為什么會選擇串口），見下圖所示。利用以太網(wǎng)通訊時，串口號可以隨意選擇。串口選擇窗口點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的窗口中輸入設(shè)備的ip地址，和所有上位監(jiān)控軟件類似，ip地址中預(yù)留了網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換時的映射索引值。注意：l 組態(tài)王定義設(shè)備地址時，格式如下：ip地址 單元號，ip地址和單元號（映射索引）之間有空格。如果沒有網(wǎng)關(guān)，單元號為0；l 組態(tài)王中定義的ip地址 和單元號要與plc內(nèi)的設(shè)置一致（主要指concept軟件）；l plc可以是quantum、premium、twido（micro的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)我沒有，所以沒法

13、測試）。以太網(wǎng)ip地址輸入框點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的窗口中輸入相應(yīng)的通訊參數(shù)（可以默認(rèn)），見下圖所示：通信參數(shù)設(shè)置窗口點(diǎn)擊“下一步”按鈕，在彈出的窗口中列出了剛才設(shè)置的所有參數(shù)信息。4.3 實(shí)現(xiàn)的效果ifix軟件配置和編程畫面中，雙擊系統(tǒng)配置目錄，彈出對話框見下圖所示：系統(tǒng)配置窗口在系統(tǒng)配置窗口中，點(diǎn)擊scada組態(tài)按鈕，則scada組態(tài)窗口顯示見下圖所示：scada組態(tài)窗口在scada組態(tài)窗口中點(diǎn)擊i/o驅(qū)動器名稱選擇按鈕（即？），在彈出的對話框中選擇相應(yīng)的以太網(wǎng)驅(qū)動程序名（mbe）。并點(diǎn)擊“增加”按鈕添加到i/o驅(qū)動器配置列表中。確認(rèn)以太網(wǎng)驅(qū)動程序名稱添加到列表后，選中該驅(qū)動文件，并點(diǎn)

14、擊“配置”按鈕。在彈出的對話框中選擇use local server，并點(diǎn)擊connect按鈕。系統(tǒng)自動進(jìn)入以太網(wǎng)驅(qū)動配置工具窗口第5章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題在程序編寫完成后，先檢驗(yàn)其是否符合設(shè)計初衷，是否能達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)。首先是投幣程序的調(diào)試，檢驗(yàn)投幣時程序是否能得到信號，在滿足條件的情況下能否得到響應(yīng)。然后是洗車程序的調(diào)試，通過假定輸入一定的初值來檢驗(yàn)程序是否正常。由于實(shí)驗(yàn)室條件有限，故改用三菱仿真軟件和觸摸屏仿真軟件來調(diào)試。通過多次的調(diào)試和修改，最終程序達(dá)到了控制要求。調(diào)試結(jié)果圖如下：圖5-1 調(diào)試結(jié)果圖5.2 結(jié)果分析經(jīng)過軟件調(diào)試程序后把程序輸入到plc編程器

15、里面，把外部的接線接好，然后開始進(jìn)行硬件調(diào)試，在調(diào)試過程中，把其中的不足進(jìn)行修改，經(jīng)過多次的調(diào)試，最終使這個程序達(dá)到了部分設(shè)計的要求，實(shí)現(xiàn)了部分控制要求，運(yùn)行過程還算正常。課程設(shè)計心得本次綜合實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用plc控制的一些相關(guān)知識，如運(yùn)用plc的i/o端口、數(shù)碼管顯示等各種實(shí)用功能。本次實(shí)驗(yàn)使得我們對于plc控制器的組成以及工作原理有了更深的了解，鞏固了plc的編程方法，學(xué)會了使用plc仿真軟件進(jìn)行編程以及調(diào)試。1、對plc控制與應(yīng)用知識的鞏固與提高這次課程設(shè)計主要是運(yùn)用plc控制的一些相關(guān)知識，在最開始，就先將實(shí)習(xí)用到的知識通過翻閱教材回顧了一遍，這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快

16、速設(shè)計起了很好的鋪墊作用。2、學(xué)會了理論聯(lián)系實(shí)際課程設(shè)計，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運(yùn)用所學(xué)知識將其付諸實(shí)踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的假設(shè)論，而實(shí)際的動手操作則完全不同，需要考慮實(shí)際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實(shí)際中則不然。3、學(xué)會了如何運(yùn)用plc的i/o端口，數(shù)碼管顯示等各種實(shí)用功能；雖然這不是第一次用plc控制器，因?yàn)橹暗恼n內(nèi)實(shí)驗(yàn)也用過，但當(dāng)時的運(yùn)用也只是編個程之類的。這次的實(shí)習(xí)中應(yīng)用了整個控制器，實(shí)習(xí)后對plc控制器的組成完全了解了，并能熟練運(yùn)用。4、和同學(xué)的互相協(xié)作共同進(jìn)步在實(shí)習(xí)中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題，請教同學(xué)或老師是很好的做法，節(jié)省時間也會從別人上上學(xué)到更多。在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得較好的方案。參考文獻(xiàn)1 袁任光可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例m廣州：華南理工大學(xué)出版社，20032 常