自助洗车机控制的设计

江西理工大学应用科学学院题目自助洗车机控制的设计班级：机电10级姓名：黄健学号：08060110327指导老师：肖清完成时间：2013年6月摘要时代在前进，人们的生活水平在不断提高，汽车是出行的重要交通工具，所以汽车的数量越来越多，同时带动了洗车业的发展。洗车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助洗车，为了更加方便人们以后的洗车问题，本系统实现了完全的自助洗车，使得洗车越来越轻松、方便、快捷。本次设计的自助洗车机系统采用以PLC为核心的控制器思想，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，以数码管作为现实数据单元，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控制系统。关键字：PLC控制、自助洗车、数码管显示引言一、设计目的我国汽车工业高速度完成长，汽车行业前景广阔。根据调查结果表明，预计2011年将持续保持增长，预计增长率在19%至20%之间。到2020年，中国本土汽车产量将达到2000万辆左右，其中两成产品将进入国际市场。根据汽车行业专家们的预测，随着我国经济的持续高速发展和人们消费观念的改变，中国将成为世界轿车的最大消费国之一，即我国轿车保有量在未来的一二十年里将会有飞速提高。在不久的将来，开车将会是人们普遍掌握的生活技能，轿车也不再是特权人士的标志，而将是人们出门的代步工具。那么当人们拥有一辆自己的爱车时，无疑会呵护倍至。汽车的平时清洁护理和定期美容保养，必然成为人们日常的消费内容。另一方面，我国各大中城市虽然发展很快，但建设不配套，缺乏停车场所，使大量汽车只能露天栖息，饱受风吹、雨淋、日晒的无奈，致使汽车日渐老化。这就更加促进了汽车美容业的发展。而汽车清洗是汽车美容项目的重要，虽然人工洗车和pc洗车的收费相差不几，但在时间、效率、人的劳力、物力上却泾渭分明。而使用自助洗车机则具有以下优点：1)洗一辆车的时间只需要3至4分钟，效率高；2)能大大削减生产力、降低劳动强度，节省成本；3)手洗比起来更易吸引客户，在提高群体形象的同时，又能大幅度提高的经济收益；4)可以采用轮回水设备，减少用水量，节能环保。二、设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自助洗车机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2.系统有启动、停止功能；3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4.程序结构与控制功能自行创新设计；5.进行系统调试，实现自助洗车机的控制要求。三、控制要求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，当洗车机往右移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3s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。控制系统总体设计一、系统硬件配置及组成原理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、数码管和电源组成。其所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。二、硬件系统组成本系统采用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。三、I/O分配表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Y305元投币孔X4洗车机左移Y3110元投币孔X5洗车指示灯Y3250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Y37四、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程序设计一、控制程序流程图二、控制程序设计思路通过控制要求可知，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。三、控制程序时序图四、系统控制程序程序梯形图如下：指令表：1、启动洗车机及投币程序：2、洗车程序：四、系统调试及结果分析在程序编写完成后，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。总结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，20032、常晓玲，电气控制系统与可编程控制器，机械工业出版社，20043、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，20044、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，20085、何有华，可编程控制器及常用控制电器，冶金工业出版社，20086、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，20087、王建、张宏，三菱PLC入门与典型应用，中国电力出版社，2009