小车多方式运行plc控制课程设计

目录
第1章控制工艺流程分析 (2)
1.1自助洗车机控制过程描述 (2)
1.2 自助洗车机控制工艺分析 (2)
第2章控制系统总体方案设计 (3)
2.1 系统硬件组成 (3)
2.2 控制方法分析 (3)
2.3 I/O分配 (4)
2.4 系统接线图设计 (4)
第3章控制系统梯形图程序设计 (5)
3.1 控制程序流程图设计 (5)
3.2 控制程序时序图设计 (6)
第4章系统调试及结果分析 (7)
4.1 系统调试及解决的问题 (7)
4.2 结果分析 (7)
第1章控制工艺流程分析
1.1自助洗车机控制过程描述
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。

1.2 自助洗车机控制工艺分析
通过控制要求可知，本程序设计主要分为两部分：投币程序和洗车程序。

先启动洗车机，然后开始投币，当投入的总钱数大于等于100元，然后找余钱并启动洗车程序，开始洗车，洗车指示灯亮。

洗车程序结束，洗车机碰到左极限开关自动停止，洗车指示灯亮熄灭。

在洗车过程中，如果出现故障，排除故障后按复位开关，程序跳转到洗车程序开始出重新运行洗车程序直至结束。

第2章控制系统总体方案设计
2.1 系统硬件组成
本系统采用PLC作为核心控制。

以按键和投币作为信息采集单元，以PLC为作为数据处理和控制单元，以数码管作为数据显示单元，以指示灯作为用户状态单元和开锁指示单元，组成硬件结构框架图。

其中按钮输入信号包括人工输入的信号和洗车机碰到限位开关时的信号。

人工输入信号包括：开始按钮、开始投币按钮、投币结束按钮、开始洗车按钮；洗车机碰到限位开关的信号包括：洗车机初始位置信号、左限位开关信号、右限位开关信号。

2.2 控制方法分析
本系统需完成的功能是将键盘和投币机采集到的信息通过I/O端口输送到PLC内部进行数据处理，得到的结果判断是否满足开始洗车的条件，以实现对洗车电路的控制。

同时数据处理时要求进行一定的数据显示和指示灯的闪动。

2.3 I/O 分配
I/O 分配如表2-1所示。

表2-1 I/O 分配
输入信号 输出信号
启动开关 X0 显示个位的七段数码管 Y0~Y7 复位开关 X1 显示十位的七段数码管 Y10~Y17 右极限开关 X2 显示百位的七段数码管
Y20~Y27 左极限开关 X3 洗车机右移 Y30 5元投币孔 X4 洗车机左移 Y31 10元投币孔 X5 洗车指示灯 Y32 50元投币孔
X6 找钱指示灯 Y33 退币 X7 喷水 Y34 刷子洗刷 Y35 喷清洁剂 Y36
风扇
Y37
2.4 系统接线图设计
系统接线图如图2-1所示。

图2-1
硬件
系统总体接线图
启动开关复位开关右极限开关左极限开关5元投币开关10元投币开关50元投币开关退币开关
洗车指示灯
找钱指示灯
洗车机右移
洗车机左移
喷水
洗刷
喷清洁剂
风扇
七段数码管 显示个位
七段数码管 显示十位
七段数码管 显示百位
硬件系统总体接线图
第3章控制系统梯形图程序设计3.1 控制程序流程图设计
控制程序流程图如图3-1所示。

开始
初始化
开始投币
打到100元？
找余钱
开始洗车
出现故障
图3-1 控制系统流程图3.2 控制程序时序图设计
控制程序时序图如图3-2所示。

X0启动
X2左极限
X3右极限
Y32 洗车指示灯
Y30 洗车机右移
Y31 洗车机左移
Y34 喷水
Y35 刷子洗刷
Y36 喷清洁剂
Y37 风扇
图3-2 控制程序时序图
第4章系统调试及结果分析
4.1 系统调试及解决的问题
在程序编写完成后，先检验其是否符合设计初衷，是否能达到相应的指标。

首先是投币程序的调试，检验投币时程序是否能得到信号，在满足条件的情况下能否得到响应。

然后是洗车程序的调试，通过假定输入一定的初值来检验程序是否正常。

通过多次的调试和修改，基本达到了控制要求。

4.2 结果分析
根据以上调试情况，该机器多方式运行的PLC控制设计符合要求。

课程设计心得
本次综合实验主要运用PLC控制的一些相关知识，如运用PLC的I/O端口、数码管显示等各种实用功能。

本次实验使得我们对于PLC控制器的组成以及工作原理有了更深的了解，巩固了PLC的编程方法，学会了使用PLC仿真软件进行编程以及调试。

参考文献
1、袁任光，可编程控制器应用技术与实例，华南理工大学出版社，2003
2、常晓玲，电气控制系统与可编程控制器，机械工业出版社，2004
3、钟肇新、彭侃，可编程控制器原理与应用，华南理工大学出版社，2004
4、钟肇新、范建东、冯太合，可编程控制器原理及应用，华南理工大学出版社，2008
5、何有华，可编程控制器及常用控制电器，冶金工业出版社，2008
6、贺哲荣，流行PLC实用程序及设计（三菱FX2系列），西安电子科技大学出版社，2008
7、王建、张宏，三菱PLC入门与典型应用，中国电力出版社，2009。