汽車自動清洗裝置畢業(yè)論文

1、<p>　　+++++++++++ 學 院</p><p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　2011 級 機電一體化技術 專業(yè)</p><p>　　題 目： 汽車自動清洗裝置的PLC </p><p>　　控制系統(tǒng)的設計 </p><p>　　畢業(yè)時

2、間： 二〇一四年六月 </p><p>　　學生姓名： ++++++ </p><p>　　指導教師： ++++++++ </p><p>　　班 級： 11機電（2）班 </p><p>　　2013年 05月0

3、2日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、緒論1</b></p><p>　?。ㄒ唬?課題研究的背景1</p><p>　　二、論文的研究內(nèi)容3</p><p>　?。ㄒ唬┭芯績?nèi)容總括3</p><p>

4、;　　三、系統(tǒng)的硬件設計3</p><p>　?。ǘ┳詣忧逑礄C的總體結(jié)構(gòu)3</p><p>　　(四)PLC的選擇4</p><p>　　1、三菱FX2N的簡介4</p><p>　?。ㄎ澹┹斎?輸出分配表4</p><p>　　（六）外部接線圖5</p><p>　　四、系統(tǒng)軟件

5、設計6</p><p>　?。ㄒ唬┸浖O計流程6</p><p><b>　　（二）梯形圖7</b></p><p>　　（三） 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖8</p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)運行過程中的暫停設計10</p><p>　　（五）復位設計11</p><p><

6、;b>　　五、總結(jié)11</b></p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　謝 辭13</b></p><p>　　汽車自動清洗裝置的PLC控制系統(tǒng)的設計 </p><p>　　摘要：本課題在分析和比較目前的幾種汽車清洗裝置之后，考慮到各種

7、汽車清洗裝置的優(yōu)缺點，對汽車自動清洗裝置PLC控制進一步研究,選擇以PLC為核心的控制系統(tǒng)。隨著微處理器、計算機和數(shù)字通信技術的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展到所有的控制領域。PLC的應用面廣、功能強大、使用方便，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動化的主要控制設備之一。目前，隧道式洗車在世界各地流行，在各大城市早已取代了傳統(tǒng)的人工洗車方式，這離不開PLC技術的支持。節(jié)水環(huán)保、增加技術含量和提高服務檔次，將成為洗車業(yè)發(fā)展的必由之路。</p>

8、<p>　　關鍵詞：汽車自動清洗；PLC控制系統(tǒng)；洗車業(yè)</p><p><b>　　一、緒論</b></p><p>　?。ㄒ唬?課題研究的背景 </p><p>　　一方面是世界面臨的水資源危機。世界上對水資源的需求正在以驚人的速度增長，而世界上可供消費的水資源正在急劇減少?？梢灶A測，在今后20年中，世界上人均水資源消費量將會減

9、少1/3。據(jù)聯(lián)合國水資源世界評估項目2003年3月4日發(fā)表的一份報告，到本世紀中葉，將有60個國家的近70億人口面臨缺水問題。即便是最樂觀的估計，也將有48個國家的20億人口缺水[4]。另一方面，國內(nèi)洗車行業(yè)的蓬勃發(fā)展。近幾年隨著私家車的大量涌入,汽車清洗行業(yè)發(fā)展很快。最新統(tǒng)計表明,我國私人汽車的保有量已經(jīng)突破了1000萬輛,汽車正日益發(fā)展成為一種大眾消費品。汽車產(chǎn)業(yè)突飛猛進的發(fā)展起來了，隨之而來的是帶動洗車業(yè)一起火暴。中國汽車市場呈現(xiàn)

10、高速增長勢頭，被許多業(yè)內(nèi)專家公認為中國開始進入汽車社會。在車消費結(jié)構(gòu)方面，家庭購買比例越來越大，已經(jīng)成為市場需求的主體，隨著中國汽車市場的蓬勃發(fā)展，中國人的消費熱情將全面升級，與之相伴的必然是汽車清洗行業(yè)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)的人工洗車效果不理想，極大的浪費人力物力和自然資源。人們將不再只是依靠經(jīng)驗來清洗，各種實用化的計算機軟件將問世，而汽車自動清洗裝置PLC控制能有效完成清洗任務，整個過程可在兩分</p><p>　

11、　第一，汽車清洗裝置的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。 隨著汽車清洗技術的發(fā)展，國內(nèi)外市場上存在各種各樣的清洗方式，主要有超聲波清洗、紅外清洗、激光清洗、無水清洗（主要適用于那些漆面相對較為清潔的車輛）、微水清洗、循環(huán)水洗車——電腦洗車、非循環(huán)水洗車——手工洗車和高壓水槍清洗[6]。全自動電腦洗車是當前熱門行業(yè)之一，它在洗車過程中用的所有水，都將通過水循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過處理后循環(huán)再利用。由于電腦洗車速度快（幾分鐘即可清洗一輛車）、洗車效果好、節(jié)約水資源（一

12、輛車僅耗水0.7 L左右）且成本低（清洗一輛車為2元左右），它已經(jīng)成為當前國內(nèi)大城市較為普及的洗車方式[7]。</p><p>　　隨著微處理器、計算機和數(shù)字通信技術的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展到所有的控制領域。PLC的應用面廣、功能強大、使用方便，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動化的主要控制設備之一，傳統(tǒng)的人工洗車方式過于繁雜，浪費人力，利用PLC控制的汽車自動清洗裝置，就避免了傳統(tǒng)洗車的缺陷[8]。洗車過程由PLC控制著

13、，整個過程可在兩分鐘內(nèi)完成，且啟動之后無需由人控制，實現(xiàn)真正的全自動[9]。目前，隧道式洗車在世界各地流行，在各大城市早已取代了傳統(tǒng)的人工洗車方式，這離不開PLC技術的支持。節(jié)水環(huán)保、增加技術含量和提高服務檔次，將成為洗車業(yè)發(fā)展的必由之路[10]。</p><p>　　第二，PLC控制系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序

14、動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一臺PLC[11].</p><p>　　21世

15、紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的

16、編程語言；從網(wǎng)絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用[13]。</p><p><b>　　二、

17、論文的研究內(nèi)容</b></p><p>　　（一）研究內(nèi)容總括</p><p>　　本文所研究的汽車自動清洗PLC控制是以PLC為控制核心的自動控制系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括：系統(tǒng)的開發(fā)過程、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計，因此本論文的研究內(nèi)容可以分為三個部分：</p><p><b>　　1系統(tǒng)的開發(fā)過程</b></p>&l

18、t;p>　　2硬件系統(tǒng)設計：包括硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖。</p><p>　　3軟件系統(tǒng)設計：運用功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序，且系統(tǒng)有啟動、停止功能。</p><p>　?。ǘ┢囎詣忧逑囱b置PLC控制的總體設計 </p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)是指PLC控制系統(tǒng)從任務提出到

19、設計定型、制造調(diào)試、直到使用的整個過程。在PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)和設計中，首先要明確設計要求，即確定系統(tǒng)的功能指標，然后制定系統(tǒng)方案，最后是方案的實施。</p><p>　　PLC控制的主要內(nèi)容包含總體設計、硬件開發(fā)、軟件開發(fā)等。硬件開發(fā)時要先設計、繪制原理圖，根據(jù)系統(tǒng)的各項技術指標獨立進行軟件設計；還要根據(jù)所設計的原理電路，綜合考慮系統(tǒng)的性能和計算要求，合理布置元器件圖1是系統(tǒng)的研制開發(fā)流程，本次設計就按照此流程

20、來進行設計開發(fā)。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)的硬件設計</b></p><p>　　在整個汽車自動清洗PLC控制系統(tǒng)的運行過程中，通過控制相關開關完成的任務包括：噴水設備噴水，刷子洗刷，噴灑清潔劑以及風扇的吹干動作。接下來的兩節(jié)將分別介紹系統(tǒng)的輸入輸出地址以及相關的輸入輸出的電氣接口。</p><p>　?。ǘ┳詣忧逑礄C的總體結(jié)構(gòu)&

21、lt;/p><p>　　自動清洗機的總體結(jié)構(gòu)：行走系統(tǒng)，噴水系統(tǒng)，洗刷系統(tǒng)，噴灑清潔劑系統(tǒng)，烘干系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　1行走系統(tǒng)</b></p><p>　　行走系統(tǒng)是自動清洗機的關鍵部分，它的穩(wěn)定性直接影響到整個設備運轉(zhuǎn)的可靠性和連續(xù)性?？紤]到成本問題，行走電機不用步進電機，運用了北侖調(diào)速電機廠生產(chǎn)的三相異步電動機，

22、該電機帶有斷電剎車和減速箱裝置，性能可靠，輸入功率小，輸出力矩大等優(yōu)點。</p><p><b>　　2電機部分</b></p><p>　　利用電機的正反轉(zhuǎn)控制清洗機系統(tǒng)的前進和后退，另一個電機控制噴水，噴灑清潔劑，洗刷以及烘干過程。</p><p>　　(四) PLC的選擇</p><p>　　1、三菱FX2N的簡介

23、</p><p>　　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(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機殼內(nèi)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(jié)合的疊裝式結(jié)。</p

24、><p>　　因此我選FX2N-32MR-001 基本單元 帶 16點輸入/16點繼電器輸出 </p><p>　　（五）輸入/輸出分配表</p><p>　　表1 汽車自動清洗PLC控制的輸入、輸出地址</p><p><b>　?。┩獠拷泳€圖</b></p><p><b>　　

25、四、系統(tǒng)軟件設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┸浖O計流程</b></p><p><b>　?。ǘ┨菪螆D</b></p><p><b>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖</b></p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)運行過程中的暫停設計</p><p&

26、gt;　　在洗車過程中，按下停止按鈕時洗車的一切動作均停止，再次按下停止按鈕時洗車動作繼續(xù)剛才的洗車過程。如果X4接通，則轉(zhuǎn)到標號P10處去執(zhí)行子程序，當執(zhí)行SRET指令時，返回到CALL指令的下一條去執(zhí)行。其程序設計如下：</p><p><b>　　LD X4</b></p><p><b>　　CALL P10</b></p>

27、;<p>　　P10：RST Y1</p><p><b>　　RST Y3</b></p><p><b>　　RST Y4</b></p><p><b>　　RST Y5</b></p><p><b>　　RST Y6</b>

28、</p><p><b>　　SRET</b></p><p>　　使用子程序調(diào)用和返回指令時應注意：</p><p>　　1.轉(zhuǎn)移標號不能重復，也不可與跳轉(zhuǎn)指令的標號重復；</p><p>　　2.子程序可以嵌套調(diào)用，最多可5級嵌套。</p><p><b>　　（五）復位設計<

29、/b></p><p>　　若洗車機正在動作時發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點復位，將洗車機復位到原點，才能做洗車全流程的動作，其動作就是按下【復位按鈕】，則洗車機的右移、噴水、洗刷、清潔劑噴灑均需停止，洗車機往左移，當洗車機到達左極限開關時，原點復位燈亮起，表示洗車機完成復位動作。其程序設計如下：</p><p><b>　　LD X3</b><

30、;/p><p><b>　　OUT Y2</b></p><p><b>　　RST Y1</b></p><p><b>　　RST Y3</b></p><p><b>　　RST Y4</b></p><p><b&

31、gt;　　RST Y5</b></p><p><b>　　RST Y6</b></p><p><b>　　LD X2</b></p><p><b>　　OUT Y0</b></p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p

32、><p>　　本文的主要研究內(nèi)容是汽車自動清洗PLC控制的研究，在前人研究的基礎上作了進一步的開發(fā)，吸取了前人研究的精華，補充了前人研究的不足。本系統(tǒng)是基于PLC的自動控制系統(tǒng)，由于本系統(tǒng)的實現(xiàn)技術要求比較高，而且課題研究的時間倉促，以及本人能力有限，實物制作的比較粗糙，因此還有很多地方存在著不足之處：</p><p>　　（1）本系統(tǒng)中完成任務繁瑣，增加了程序的編寫難度，也相應的增加了系統(tǒng)的

33、成本。</p><p>　?。?）系統(tǒng)穩(wěn)定性需要加強：復位電路有時會出現(xiàn)不能自動復位的情況，由于本人能力有限未能找出其中的原因，盡管這種情況不常發(fā)生，但是一旦發(fā)生就影響系統(tǒng)的運行[15]。</p><p>　?。?）在功能上需要更加完善：本系統(tǒng)沒有設置報警裝置，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不能做出報警動作，這樣也會影響系統(tǒng)的跟蹤質(zhì)量。</p><p><b>　

34、　參考文獻</b></p><p>　　[1]廖常初.PLC基礎及應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[2]王春澤..資源性水危機加重可持續(xù)發(fā)展受到嚴重挑戰(zhàn)[J]. 河北水利水電技術出版社.2001年01期</p><p>　　[3]楊守立 楊祖榮譯. 汽車零件清洗工藝. 人民交通出版社[M]. 1981年02月第1版<

35、;/p><p>　　[4]楊青杰.三菱FX系列PLC應用系統(tǒng)設計指南[M].北京：機械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　[5]王開春.工業(yè)清洗技術 [J].2005年3月</p><p>　　[6]郁漢琪等可編程序控制器原理及應用[M]. 北京：中國電力出版社.1997</p><p>　　[7]哈爾濱成功汽車維修有限公司發(fā)展戰(zhàn)略案例[J

36、].哈爾濱工程大學.2007 </p><p>　　[8]鐘肇新，彭侃.可編程控制器原理及應用[M]. 廣州：華南理工大學出版社，1995</p><p>　　[9]王兆義.小型可編程序控制器實用技術[J].北京：機械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[10]劉守操等.可編程序控制器技術與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006</p>&l

37、t;p>　　[11]李俊秀，趙黎明.可編程序控制器應用技術實訓指導[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[12]王也仿.可編程序控制器應用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[13]李一樊.便攜式汽車清洗器[J].現(xiàn)代營銷（創(chuàng)富信息版）.2007</p><p>　　[14]張伶艷,陸一平,李建平.小型汽車清洗

38、設備的研制[J].機械設計與制造.2007</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　三年的大學生涯隨著畢業(yè)論文的完成而接近尾聲，往事一幕幕，感謝陪我一路走來的敬愛的老師們以及朝夕相處的同學們，正是因為你們的幫助，我才得以順利的完成本科階段的學習任務。</p><p>　　論文完成之際，我要感謝xx老師不僅在學業(yè)上給了我

39、極大的幫助，而且在科研態(tài)度、工作作風以及品德修養(yǎng)方面都對我產(chǎn)生了很大影響，使我受益匪淺，她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精深的學術造詣、敏銳的學術洞察力、鞠躬盡瘁的工作態(tài)度、求實的工作作風、敢于開辟新領域的勇氣和對學生的關切和嚴格要求，將是我以后人生路上的寶貴財富。</p><p>　　還有這一路上結(jié)識的朋友們，感謝你們一直以來對我的關心、支持和幫助，你們將是我一生的財富，祝愿你們在今后的人生中笑口常開，事業(yè)有成！ </