PLC课程设计 自动洗车装置设计

电气控制与PLC

课程设计

题目: 自动洗车机控制设计

院系名称：电气工程学院

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目录

1 系统描述及控制要求 (1)

1.1系统描述 (1)

1.2控制要求 (1)

2 设计方案 (2)

2.1 总体设计思路 (2)

2.2 自动洗车控制系统流程图 (2)

2-3 硬件选择 (5)

3 I/O分配 (6)

4 自动洗车机控制系统I/O接线图 (7)

5 自动洗车机控制系统梯形图 (8)

6 系统调试 (11)

设计心得 (12)

参考文献 (13)

1 系统描述及控制要求

1.1系统描述

本设计采用PLC作为核心数据处理和控制单元，控制器通过操作者按动按钮和限位开关的动作对相应的继电器进行控制，从而达到对喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干等动作的控制，而最终设计成一个往复式有毛刷自动洗车机系统。

1.2控制要求

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2次动作。洗车整个过程完成。启动灯熄灭。

9. 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。

2 设计方案

2.1 总体设计思路

洗车机的主运动是左右循环运动由左右行程开关控制，同时不同循环次序伴随不同的其它动作，如喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干动作等。系统还采用了复位设计，如在洗车过程中由其它原因使洗车停止在非原点的其它位置，则需要手动对其进行复位，到位时复位灯亮，此时才可以启动，否则启动无效，洗车机经启动后可自动完成洗车动作后自行停止，也可在需要时手动停止。

洗车机第一次右移时有喷水及刷洗动作，到达右极限使右极限开关动作从而控制洗车机左移，而喷水及刷洗继续，直到碰到左极限开关。洗车机第二次右移时，喷水停止、刷子动作及清洁剂开始喷洒，直到右极限行程开关动作，洗车机左移清洁剂继续喷洒，直到使左极限开关动作。洗车机第三次右移时，洗车机右移3s停止，刷子刷洗5s，连续两次后继续右移，直到碰到右极限开关，其中，洗车机右移及刷子刷洗，直到碰到右极限开关后通过互锁使刷子动作电路断开，刷子停止工作。此时洗车机左移，进行和上次右移时同样的动作，直到碰到左极限行程开关。洗车机第四次右移，喷洒清水及刷子动作，直到碰到右极限开关。洗车左移同时喷水刷洗继续直到喷到左极限开关喷水刷洗停止。洗车机第五次右移，风扇开始动作，直到碰到右极限开关，洗车机左移风扇继续动作。洗车机左移直到碰到左极限开关，控制整个设备停止，洗车机完成洗车。

2.2 自动洗车控制系统流程图

本自动洗车控制系统采用顺序流程控制，流程图如下图所示：

图2-1 自动洗车控制系统流程图

2-3 硬件选择

本设计采用FX2n-32MR-001类型 PLC.FX2n是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。为大量实际应用而开发的特殊功能开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟I/O，高速计数器。定位控制达到16轴，脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。对每一个FX2n

主单元可配置总计达8个特殊功能模块。网络和数据通信连接到世界上最流行的开放式网络CC-Link， Profibus Dp和DeviceNet或者采用传感器层次的网络解决您的通信需要。其它功能：内置式24V24V、400mA直流电源可用于外围直流电源设备，如传感器或其它元件。因为采用了优良的可维护性快速断开端子块，即使接着电缆也可更换端子块单元。在所有的FX 2N PLC中都有实时时钟时钟功能标准。时间设置和比较指令易于和小时表操

作。小时表功能对过程跟踪功能机器维护提供了有价值的信息。在本设计选择中，选用的FX2n-32mr-001型具有32个I/O口，16个输入、16个输出完全满足本设计需求，又节约资源。如图所示。

图2-2 FX2n-32mr-001型PLC硬件照片

3 I/O分配

本设计自动洗车控制系统采用了五个输入信号，分别为启动开关X2、左极限开关X0、右极限开关X1、复位按钮X2；八个输出信号，洗车机左移Y0、洗车机右移Y1、刷子动作Y4、喷水Y2、喷洒清洁剂Y3、风扇动作Y5、复位灯Y7、启动灯Y6.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。根据输入输出数量采用FX2N-32MR-001型即可满足需求。控制器I/O分配如表3-1所示：