1、重慶機電職業技術學院課程設計說明書設計名稱： 電氣控制與PLC應用 題 目： 汽車清洗控制系統 學生姓名： 專 業： 機電一體化 班 級： 2009級 5 班 學 號： 指導教師： 日 期： 2011 年 6 月 30 日 重慶機電職業技術學院課程設計任務書 機電一體化 專 業 2009 年級 5 班 一、設計題目 汽車清洗控制系統二、主要內容2、信號分配啟動按鈕、停止按鈕，使用輸入繼電器X0、X2；方式選擇開關，使用輸入繼電器X1；清水沖洗按鈕，使用輸入繼電器X3；風干按鈕，使用輸入繼電器X4；結束按鈕，使用輸入繼電器X5；泡沫清洗驅動，使用輸出繼電器Y1；清水沖洗驅動，使用輸出繼電器Y0；

2、風干機驅動，使用輸出繼電器Y2。三、具體要求根據控制要求編寫設計說明書，內容包括：1設計過程和有關說明。2PLC硬件配置電路。3PLC狀態轉移圖。4PLC控制程序(梯形圖和指令表)，用仿真軟件和編程軟件將程序錄入計算機并進行模擬調試。5其他說明（如設計過程中遇到的問題及解決方法、對課程設計的心得等）。6參考資料。四、進度安排序號日期（起止天數）設計工作進度16月20日指導老師介紹課程設計應注意的事項。26月21日6月24日收集相關資料，設計過PLC硬件配置電路；PLC狀態轉移圖；PLC控制程序等。36月25日6月26日課程設計說明書的撰寫。46月27日完成全部課程設計，并上交課程設計說明書。五

3、、成績評定指導教師 簽名 日期 2011 年 7 月 日系主任 審核 日期 2011 年 7 月 日摘要本文利用PLC技術當中的定時器，達到汽車清洗的自動和手動控制，設計簡單的汽車自動清洗系統，實現汽車清洗的自動化。具體步驟：采用三個定時器以及三個電機，通過對定時器的時間設置以及定時器的線路通斷控制，實現當系統處于手動狀態下，可以分別實現泡沫清洗、清水清洗以及清洗后的風干；當處于自動狀態下，自動完成汽車清洗的一套工序。上述試驗已通過實驗室的模擬實驗，希望此系統能夠運動到相應的汽車清洗工業中。關鍵詞：PLC 自動化 定時器目錄一前言·····&#

4、183;·················································&#

5、183;·····二設計題目···········································

6、83;············三任務分析····································

7、3;···················四汽車清洗控制系統總體方案的設計····························

8、······4.1概述···········································&

9、#183;·············4.2流程圖及組成··································

10、3;··············4.3 PLC的選型··································

11、················· (1)歐姆龍系列·······························

12、83;·················· (2)西門子系列······························

13、···················· (3)PLC的選擇····························&#

14、183;·····················4.4電機的選擇···························

15、························· (1)直流電動機·······················

16、83;·························· (2)異步電動機······················

17、···························· (3)同步電動機····················

18、83;····························· (4)電機的選擇···················

19、·······························五硬件的設計··················

20、····································· 5.1 PLC的CPU模塊 5.2 汽車清洗控制面板六軟件的設計·······

21、83;··············································· 6.1I/O分配·

22、··················································

23、····6.2 PLC狀態轉移圖············································

24、···6.3 PLC程序梯形圖·············································

25、···6.4指令程序··············································

26、;········七課程設計總結········································

27、3;···········一前言自從19世紀第一輛汽車誕生以來，汽車行業隨著現代科技技術的發展有了質的的飛躍，隨著時代的發展，人們生活水平的提高，人們對汽車的需求量也逐漸加大，隨之而來的便是汽車的保養，其中汽車的清洗便是不可缺少的內容。目前，國內的汽車清洗由傳統的人工完成。對于當今社會，高科技的發展實現了各行各業的自動化控制，但是在汽車清洗行業，大部分仍是靠人工來完成。傳統的洗車業通常由人工完成，利用人力資源，對汽車進行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對汽車進行沖洗，再在自然光及風

28、等自然條件下，讓清洗的汽車進行自動風干。雖然可以達到清洗汽車的目的，但過分依賴于勞動力，操作時間長，洗車過程慢，并且浪費了大量的水資源，經濟性差，不適合和洗車業的發展需求。目前比較大型的汽車美容公司，雖然實現了汽車的清洗、打蠟、噴漆等自動化工程，但成本比較高，其自動控制系統不是適合小型的、專門的汽車清洗行業，因此，相對于中小型城市，汽車清洗業有著巨大的發展潛力。如何實現高效、高質量并且適用于小型工廠的汽車自動清洗裝置，就成了汽車清洗行業發展的必然要求。因此，本次設計就是采用PLC控制，利用定時器，通過線路的通斷來實現汽車自動及手動清洗流程。它可以最大限度的節省洗車的人力、物力資源，并且滿足不同

29、的客戶需求，同時它可以高效、準確的完成洗車任務，為客戶提供便利，而且極大限度的節約水資源，符合當代建設節約型社會的時代需要。并且本次汽車清洗自動系統結構簡單，成本低，適合不同場合的需求，尤其是中小型公司。本論文由汽車清洗裝置設計方案、PLC間的比較以及運行程序等部分組成。二設計題目汽車清洗控制系統三任務分析 本課程的設計目的是為了通過用實際的硬軟件的設計、所學電器元件的實際運用、操作流程來達到軟件仿真的效果。四汽車自動清洗裝置的方案設計 4.1 概述 本次汽車自動清洗裝置的設計的內容主要是PLC控制技術的的定時器應用，設計汽車自動清洗裝置，并在實踐的中進行一次系統的訓練。能夠較全面的鞏固和應用

30、“PLC應用技術”課程所學的基本理論和基本方法，并初步掌握小型PLC系統設計的基本方法。應用場合：應用于汽車美容公司或者是汽車清洗場，當汽車進入清洗車間，通過光電傳感器或者手動方式，實現不同要求的清洗工作。汽車自動清洗裝置的主要功能是：當選擇開關（COS）置于手動方式，當按下START啟動按鈕后，實現按泡沫清洗按鈕，則運行泡沫清洗；按清水沖洗按鈕，則運行清水沖洗；按下風干按鈕，則運行風干。當方式選擇開關置于自動方式，當按下START啟動后，自動按洗車流程執行。任何時候按下STOP，則所有輸出復位，停止洗車。本系統由控制面板，PLC系統，三個電機組成，結構如圖2.1所示控制面板PLC控制系統汽車

31、電 機圖2.1 汽車清洗結構圖4.2 流程圖及組成 汽車清洗控制流程圖如圖2.2所示選擇開關自動運行手動運行泡沫清洗清水清洗風 干停 止停止開關圖2.2 汽車自動清洗流程圖4.3 PLC的選型(1) 歐姆龍系列OMRON C系列PLC產品門類齊、型號多、功能強、適應面廣。CPM型機是OMRON產品用戶目前選用最多的小型機系列產品。OMRON 中型機以C200H系列最為典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型號產品。中型機在程序容量，掃描速度和指令功能等方面都優于小型機，除具備小型機的基本功能外，它同時可配置更完善的接口單元模塊，如模擬量I/O模塊、溫度

32、傳感器模塊、高速記數模塊、位置控制模塊、通訊聯接模塊等。可以與上位計算機、下位PLC機及各種外部設備組成具有各種用途的計算機控制系統和工業自動化網絡。在一般的工業控制系統中，小型PLC機要比大、中型機的應用更廣泛。在電氣設備的控制應用方面，一般采用小型PLC都能夠滿足需求。(2) 西門子系列德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性更高。（1）SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場

33、合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。 （2）SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.60.1s）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作

34、系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單

35、。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。 （3） SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的專用系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些

36、模板，便能使系統升級和充分滿足需要。（4） 人機界面（HMI）硬件 HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數據、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經過軟件組態才能配合PLC使用(3)PLC的選擇經過對幾家公司生產的PLC要從應用、價格、可靠性和實驗室的實際情況考慮等各個方面因素的考慮，依據本設計需要6輸入口，3輸出口，本系統設計選用西門子S7200系列，C

37、PU選擇CPU221。直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表、玩具等。直流電動機具有調速性能好、起動容易、能夠載重起動等優點，所以目前直流電動機的應用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現以后(2)異步電動機異步電機是一種交流電機，其負載時的轉速與所接電網的頻率之比不是恒定關系。還隨著負載的大小發生變化。負載轉矩越大，轉子的轉速越低。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應電機應用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應電機為異步電機。異步電動機具有結構簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質量較小，成本較低等優點。異步電動機主要廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農副產品加工機械等大多數工農生產機械以及家用電器和醫療器械等。(3)同步電動機同步電動機主要用于大型機械，如鼓風機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設設備或者充當控制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外，還可以當調相機使