plc课程设计自助洗车机

1摘要时代在前进，人们的生活水平在不断的提高，汽车作为出行的重要的交通工具所以轿车的数量越来越多同时就带动了一个行业的发展，那就是洗车业。因此洗车便成了不可缺少的话题和必须处理的事情。随着科技的发展，洗车机也从原来的人工洗车发展到了如今的自动洗车，为了更加方便人民以后的洗车问题，本系统实现了完全的自动化洗车不需要人的参加，也使得洗车越来越轻松、方便、快捷。随着工业控制器在人类生活中越来越广泛被应用,该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等。本装置系统采用一种是PLC为核心的控制思想。以按键和投币机作为信息采集单元，以PLC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工作指示单元的自助洗车机。关键字：PLC控制；数码管显示；自助洗车。2目录摘要....................................................11绪论...................................................31.1课题背景.............................................31.2自助洗车机的优点.....................................31.3课题内容............................................32系统总体设计...........................................43硬件设计...............................................53.1系统结构框图.....................................53.2系统硬件总体电路图.............................63.3系统核心部分的设计...............................84程序设计..............................................104.1系统的程序的流程图................................104.2系统的程序设计................................105系统调试分析..........................................205.1硬件调试............................................205.2软件调试............................................205.3整机调试............................................20结论....................................................21参考文献................................................21致谢.................................................2231绪论1.1课题背景根据欧美国家统计，在一个完全成熟的国际化汽车市场中，汽车的销售利润在整个汽车业的利润构成中仅占20%，零部件供应的利润占20%，而50%～60%的利润是从汽车服务业中产生的。美国汽车服务业的营业额已经超过汽车整车的销售额，其中，单单一个汽车美容业年产值就已超过3500亿美元。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).使用自助洗车机能大大减少劳动力、降低劳动强度，节省成本。(2).使用洗车机洗一辆车的时间只需要3~4分钟，效率高。(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课题内容本课题是基于PLC技术的自助洗车机的设计。把PLC作为主要控制器，将各种继电器采集的信息经过一定的控制算法后，通过PLC的I/O口来控制继电器的闭合达到自动控制的目的。42系统总体设计本章主要内容是论述基于PLC的自助洗车机的总体设计。本系统由三菱公司生产的FX2N系列的PLC、人机交互和串口通信、数码管和电源部分组成。系统设计的原理图如图2.1所示.系统设计的原理图如图2.1PLC:该部分的功能不仅包括对各种开关信息的采集、处理，还包括对执行单元的控制。PLC是整个系统的核心及数据处理核心。人机交互和串口通信：人机交互的目的是为了提高系统的可用性和实用性。主要包括按键输入、输出显示。通过按键输入进入相应进程，而输出显示则是显示金额。串口通信的主要功能是完成PLC与上位机（比如电脑）的通信，便于进行系统的维修、改进和升级，为将来系统功能的扩展做好基础工作。电源部分：本部分的主要功能是为PLC提供适当的工作电压，同时也为其他模块提供电源。如显示屏、按键等。53硬件设计本部分详细介绍了基于PLC的自助洗车机系统的硬件设计。硬件系统所需要完成的功能是将键盘和投币机采集到的信息通过I/O输送到PLC内部进行数据的处理，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。本系统硬件设计主要包括按键电路、数码管驱动电路、电源部分的设计。3.1系统结构框图本系统采用一种是PLC为核心的控制思想。以按键和投币机作为信息采集单元，以PLC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工作指示单元，组成硬件结构框架图，如图3.1所示。图3.1硬件结构框架图63.2系统硬件总体电路图图3.2系统硬件总体电路图在总体电路图中总用了14个输入口、34个输出口。其具体功能如下X0为洗车按钮，当按钮按下时为“1”。X1为复位按钮，当按钮按下时为“1”。X2为投币结束，当按钮按下时为“1”。X5为开始洗车，当按钮按下时为“1”。X10为开始投币按钮，当按钮按下时为“1”。7X11为5元投币孔，加“1”表示投入一个5元的硬币。X12为10元投币孔，加“1”表示投入一个10元的硬币。X13为50元投币孔，加“1”表示投入一个50元的硬币。X21为50元投币孔吐币器每吐一个硬币就得到一个脉冲。X22为10元投币孔吐币器每吐一个硬币就得到一个脉冲。X23为5元投币孔吐币器每吐一个硬币就得到一个脉冲。X51为右限位开关，当洗车机到达时为“1”。X52为左限位开关，当洗车机到达时为“1”。D10中存入的是5元硬币的个数。D11中存入的是10元硬币的个数。D12中存入的是50元的硬币个数。D13为投入5元硬币总钱数。D15为投入10硬币总钱数。D17为投入50元硬币总钱数。D512为所投入的总钱数。D20为投入钱数的百位。D24为投入钱数的十位。D25为投入钱数的个位。K2Y0表示Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7，七段显示百位K2Y10表示Y10、Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17，七段显示十位K2Y20表示Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27，七段显示个位Y30为50元投币口吐币器，高电平时开始一个一个地吐币Y31为10元投币口吐币器，高电平时开始一个一个地吐币Y32为5元投币口吐币器，高电平时开始一个一个地吐币Y50为洗车指示灯，高电平时绿灯亮，否则红灯亮。Y51为“1”时表示洗车机右移。Y54为“1”时表示洗车机左移。Y52为喷水设备，“1”表示开始喷水。Y53为刷子设备，“1”表示开始洗刷。Y55为清洁剂，“1”表示喷洒清洁剂。8Y56为风扇设备，“1”表示风扇动作。3.3系统核心部分的设计本课题的系统核心部分采用了三菱公司生产的PLC。如下图3.3图3.3.3.3.1按键电路设计由于本系统采用的输入接口比较少，故可以采用一般的按键电路的设计思想。按键的操作面板如图图3.31所示。控制面板图3.319其中功能键5个，指示灯2个。功能键是进行系统功能的操作。其中“洗车”按键按下时表示用户将开始使用此设备。“开始投币”按键按下时给系统信号用户将开始投入硬币。“投币结束”按钮按下时给系统信号用户硬币已经投入结束。“开始洗车”按键按下时表示用户向系统发出洗车的请求。“复位”按键按下时表示由于停电或者故障等原因，在故障排除以后向系统发出将洗车机复位的请求。L1为洗车指示灯，用来显示用户正在洗车。L2为复位指示灯，用来显示用户按下复位按键以后洗车机回到左极限开关时的状态。3.3.2数码管驱动电路本系统的显示采用串行显示的方式，只占用了PLC少量的输出接口就完成了系统的显示功能。显示器显示图如下图3.32。显示器显示图3.323.3.3电源部分的设计本课题采用了双电源，即市电和UPS供电的方式来驱动设备工作。市电即一般的家庭用电交流220V。UPS是UninterruptiblePowerSystem的缩写。也就是不间断电源系统。当市电正常输入时，UPS就将市电稳压后供给负载使用，同时对机内电池充电，把能量储存在电池中，当市电中断（事故停电）或输入故障时，UPS立即将机内电池的能量转换为220V交流电继续供负载使用，使负载维持正常工作并保护负载软，硬件不受损坏。UPS的应用范围很广。UPS不但可以直接用于计算机上，凡配有计算机的设备，均可使用UPS。对于精密负载设备来讲，如金融系统的计算机网络，证券公司的交易计算机，微波通信设备，地面卫星站，卫星发射中心，医疗仪器，工业控制仪器仪表（DCS系统），雷达站，军事通讯系统，程控电话系统，外科手术室，国防军事基地等更应使用UPS做电源改善和保护。此外，办公室设备，如传真机，复印机，打印机，安全及逃生设备，以及其他不容许断电的贵重设备及工作环境，都可用UPS做为电力品质改善和断电电源保护，让我们无后顾之忧。104程序设计4.1系统的程序的流程图系统的程序的流程图如下图4.1。系统的程序的流程图4.14.2系统的程序设计系统的程序设计分为以下几个模块：主程序、投币子程序、洗车子程序三个部分。4.2.1主程序主程序指令代码为：YNNY11LDM8002RSTD512LDX000CALLPP11LDX004CALLPP12EIFEND主程序的梯形图为：X000表示洗车按钮，当用户按下洗车按钮后，主程序自动跳转到投币子程序，进行投币信息的处理。X004表示开始洗车按钮，当用户按下后，程序自动跳转到洗车子程序，进行洗车信息的处理。EI表示允许中断，本课题中X1为中断输入信号，表示按下复位键引起中断，并跳转到中断程序进行相应的处理。4.2.2投币子程序投币子程序指令代码为：P11LDX010SETS0STLS0LDX011INCPD10LDX01212INCPD11LDX013INCPD12LDX002SETS1STLS