1、電氣控制與PLC課程設計題目:自動洗車機院系名稱：電氣工程學院專業班級：F1004 學生姓名：劉世旭學號：201046820313指導教師： 張曉東成績：指導老師簽名： 日期： 目錄1、系統概述32、方案32.1 單片機控制32.2 可編程控制器（PLC）控制33、方案論證33.1可編程控制器（plc）33.2單片機的選擇43.3方案比較43.4 系統的安全可靠性44 硬件設計54.1系統的原理方框圖54.2 主電路54.3 I/O接線圖64.4 I/O分配74.5 元器件選型74.5.1 PLC的選擇7交流接觸器74.5.3 熔斷器的選擇84.5.4 電動機的選擇84.5.5 行程開關的選擇

2、8按鈕的選擇9指示燈的選擇95.1 系統流程圖95.2 梯形圖11系統調試13設計心得14參考文獻141、系統概述隨著社會的發展，車輛也在不斷增多，洗車這一行業變成了一個很大的發展前景。人工洗車變得不能滿足需求，于是，市場就要求又可以自動洗車的機器，于是我們便設計了這個自動洗車機控制。2、方案2.1 單片機控制 單片機是由中央處理器（cpu）、片內數據存儲器、片內程序存儲器、定時/計數器、I/O口、串行口、時序電路，和中斷系統組成的一個小型的計算機控制系統，通過對軟件系統程序的編譯可以實現對自動洗車這一目的的控制，而對應于這個自動洗車系統還必須設計符合要求的單片機，比較復雜。2.2 可編程控制

3、器（PLC）控制它的控制思想是采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產過程。PLC是一種工業控制計算機，故它的工作原理是建立在計算機工作原理基礎之上，即通過執行反映控制要求的用戶程序來實現的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執行是按順序依次完成相應各電器的動作，其控制邏輯關系為由內部存儲邏輯方式。3、方案論證3.1可編程控制器（plc）FX2N系列是三菱PLCFX家族中最先進的系列。有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強，可擴展到256點。 產品特點1

4、.系統配置即固定又靈活； 2.編程簡單； 3.備有可自由選擇，豐富的品種； 4.令人放心的高性能； 5.高速運算； 6.使用于多種特殊用途； 7 .外部機器通訊簡單化； 8.共同的外部設備。3.2單片機的選擇51系列單片機就可以實現這一要求。3.3方案比較1， PLC是建立在單片機之上的產品，單片機是一種集成電路，兩者不具有可比性。 2， 單片機可以構成各種各樣的應用系統，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機應用系統的一個特例。 3， 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標，有一定的互換性，質量有保證。這正是PLC獲得廣泛應用的基礎。而單片機應用系統則功能千差萬別，質量參差

5、不齊，學習、使用和維護都很困難。 ； 4， 對單項工程或重復數極少的項目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本較高。 5，對于量大的配套項目，采用單片機系統具有成本低、效益高的優點，但這要有相當的研發力量和行業經驗才能使系統穩定、可靠地運行。最好的方法是單片機系統嵌入PLC的功能，這樣可大大簡化單片機系統的研制時間，性能得到保障，效益也就有保證。綜合上面的幾點，為了穩定的、可靠的運行，又由于自動洗車機本身是一個比較重復的系統，要求維護和學習都比較簡單，抗干擾要強，所以選擇可編程控制來實現相對來說較好。3.4系統的安全可靠性全自動洗車機由電腦按設計程序控制全過程的

6、操作，完全能夠避免人工操作引起的人身，設備事故。4 硬件設計4.1系統的原理方框圖圖一 系統的原理方框圖4.2 主電路圖二 主電路4.3 I/O接線圖圖三 I/O接線圖4.4 I/O分配I功能O功能X0左極限開關Y0洗車機左移X1右極限開關Y1洗車機右移X2啟動Y2噴水機灑水X3復位開關Y3清洗劑控制Y4刷子控制Y5風機控制Y6啟動指示燈Y7復位指示燈 表一 I/O分配4.5 元器件選型4.5.1 PLC的選擇FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產品。其中FX2是1991年推出的產品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，

7、近幾年來又連續推出了將眾多功能凝集在超小型機殼內的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價格比，應用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結合的疊裝式結構經過對幾家公司生產的PLC主要從應用、價格、可靠性和對現場工作環境及設計資金等各個方面因素的考慮，三菱公司生產的PLC具有體積小，控制靈活，性價比高等優點，可與普通電腦編程通信等。本控制系統選用三菱FX2N-32MR型可編程控制器。交流接觸器接觸器是一種能頻繁的接通和斷開遠距離用電設備主回路及其他大電容用電回路的自動控制電器。接觸器的選擇主要根據電路中的電流和電壓選擇，自動洗車機用的是交流電故應該用交

8、流接觸器，根據電壓等級選用380V的等級的交流接觸器。CJX5系列交流接觸器適用于交流50HZ或60HZ，電壓最大至660V，電流95A至85A的電力線路中，供遠距離接通和分斷電路、頻繁的起動和控制交流電動機。 熔斷器的選擇熔斷器是一種利用金屬導體為熔體串聯于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，因其自身發熱而熔斷，從而分斷電路。在電氣設備正常運行時，熔斷器不應熔斷；在出現短路時，應立即熔斷；在電流發生正常變動（如電機起動過程）時，熔斷器不應熔斷；在用電設備持續過載時，應延時熔斷。熔斷器的額定電壓要大于或等于電路的額定電壓。對熔斷器的選用主要包括熔斷器類型選擇和熔體額定電流的確定。熔斷器的類型根

9、據不同的使用場合、電壓等級、保護對象和要求，有很多品種和類型。自動洗車機的熔斷器選用RM7系列熔斷器，它是一種無填料封閉管式新系列熔斷器。用于交流電壓380V直流電壓440V，電流至600A的電力線路中。做導線、電纜及電力線路的過載及短路保護，取代了以前RM1，RM2，RM3，RM10系列的熔斷器，所以就選擇RM7。 電動機的選擇電動機M1，M5：JZR2，JZR2為繞線型，電動機在下述工作條件下能正常運轉： 經常的快速起動的逆轉； 經常的機械振動的沖擊； 經常的電氣的機械制動電動機M2,M3,M4：Y/Y2是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動機基本系列具有高效、節能、性能好、振動小、噪聲低、壽命

10、長、可靠性高、維護方便、起動轉矩大等優點。 行程開關的選擇 行程限位開關（微動開關）主要很據其技術參數、使用環境、安裝位I和精度要求進行選擇.1)傾定電壓:行程限位開關的觸頭電壓等級應大于或等于線路的傾定電壓。2)傾定電流:其觸頭的傾定發熱電流應離于 線路的最大負截電流，一般為l0A。如將行程限位開關直接用于分斷主回路，川要求其傾定發熱電流至少大于15A.3)機杖和電氣勿命:根據行程限位開關的使用環境和操作級率(次/h).合適地選擇不同類型的開關.對操作頻率比較離的場合一定要參層產品樣本中的有關今效。4)精度要求:重復精度是開關連續操作5-10次.開關觸頭動作的吸大與最小行程的誤差。對于精度要

11、求特別離的場合，建議選用接近開關。5)觸頭數盆與類皿。6)傳動與安裝方式。”操作力及動作行程與超行程。8)允許最高傳動速度。我選用ANV的一款型號是LS-8108的行程開單組常開/常閉型，安全，可靠，經濟，防塵及防油污小型及尺寸共通性高，安裝方便。按鈕的選擇按鈕是控制自動洗車機開始運作的電器。它是一種人力控制，具有儲能復位的功能。我選用LAY5BA33，LAY5BA44來分別控制洗車機的啟動與復位。指示燈的選擇XB2BVM6C LED 220V/AC 藍色塑料指示燈。元件類別型號顏色數量PLCFX2N-32MR1交流接觸器CJX5黑色6熔斷器RM7白色3M1、M5JZR2/2M2、M3、M4Y

12、/Y2/3行程開關LS-8108黑色1SB2LAY5BA33綠色1RSTLAY5BA44紅色1燈XB2BVM6C紅色2表二 元器件選型5.軟件設計5.1 系統流程圖圖四 系統流程圖5.2 梯形圖圖五 梯形圖系統調試系統的調試花費了一下午的時間，剛開始調試時雖然軟件沒有報錯，但是并沒有按照預想的過程進行。按下相應的按鍵就是沒有相應的輸出。經過檢查又加入了一些指令，經過幾次調整依然不能夠達到預期的目標。這次的問題是Y4先于Y3導通，即代表工作的順序變了，經過仔細檢查、調試，終于找到了原因，原來是控制M4的脈沖產生時間設置出現了問題。經過修改，終于使程序執行結果達到了預期目標。設計心得經過了將近一個月的工作，最終的結果我還是很滿意的。這最少證明了我能把學的東西