基于plc的自动洗车系统设计
摘 要：随着我国综合实力的不断提高，人们生活水平的改善，很多家庭都已经拥有了私家车，为家庭的出行带来了极大的便利。在平时的用车中，车主定期就会给自己的爱车“洗澡”，即所谓的洗车，洗车往往是一件很头疼的事情，需要侵湿、添加洗涤剂、搓洗、冲洗、擦干等等工序，给车主的用车带来了极大的不便利。本次针对这一现象，通过模拟日常生活中洗车的工序设计了一套基于PLC的自动洗车系统，满足洗车的要求，具有一定的现实意义。本次设计采用西门子S7-200小型PLC作为主要的控制元件，通过逻辑顺序控制的方式对程序进行编程，模拟自动洗车机的控制要求。通过对硬件和软件的设计，满足现今洗车行业对自动洗车机的使用要求。最后对程序进行模拟调试，在不断的调试和修改过程中，使程序更加完美，达到最佳的工作状态。
关键词：自动洗车机控制系统 可编程序逻辑控制器 组态控制画面
Abstract:With the continuous improvement of China's comprehensive strength and the improvement of people's living standards, many families have already owned private cars, which has brought great convenience to family travel. In the usual car, the owner will "bath" his car on a regular basis, the so-called car wash, car wash is often a headache, need to invade, add detergent, wash, rinse, dry, etc. Such processes have brought great inconvenience to the owner of the car. In response to this phenomenon, a set of automatic car wash system based on PLC was designed by simulating the process of car wash in daily life to meet the requirements of car wash, which has certain practical significance.
This design uses Siemens S7-200 small PLC as the main control component, programming the program through logic sequential control, simulating the control requirements of automatic car washing machine. Through the design of hardware and software, it meets the requirements of the automatic car washing machine in the current car wash industry. Finally, the program is simulated and debugged. In the process of continuous debugging and modification, the program is perfected and the best working condition is achieved.
Keywords: automatic car washing machine control system programmable logic controller configuration control screen
1绪论
1.1课题研究的现状分析
随着19世纪第一辆汽车的诞生，现代科学技术飞速发展，汽车工业取得了质的飞跃。随着时代的不断发展，人们生活水平的提高，关于日常出行这一块人们也开始重视起来，汽车的销量也逐渐增加。人们在对汽车进行维护保养时，对汽车的清洗不可缺少的一部分。在中国改革开放的政治政策下，随着2019年中国经济和科技的快速发展，人民生活水平进一步提高。如今，几乎进入了一个汽车时代，汽车越多，带给车主的问题也将更多，“停车没位，洗车排队”的现行给大量车主带来了烦恼。如果排队洗车，效率将非常低，大大的耽误车主的自由分配时间，更多的是因为手动洗车的成本高，速度慢，时间和效率跟不上。传统手动洗车造成的环境问题也越来越严重，洗车用水量也随着车辆的增加而急剧上升，这对环境不利。现在随着科技产业时代的快速发展和升级，自动洗车机出现，大大提高了洗车的效率，而且可以很好地解决劳动效率低，洗车难，环境污染，水资源浪费的问题。本文旨在设计一种全自动快速洗车设备，无劳动力的劳动力成本，它不需要任何手动参与。该洗车机采用包裹式C形喷嘴，快速清洁车身，并用软刷自动清洗油漆，没有任何损坏，最后用烘干机快速风干汽车，这比手动清洗更有效，因此自动洗车机的快速发展和设备势在必行。
1.2自动洗车机设计的内容及目的
1.2.1自动洗车机设计的内容
此次设计本次设计的基于PLC的自动洗车机控制系统硬件主要采用S7-200系列的可编程序逻辑控制器，通过顺序控制的方式对系统程序进行编写，并输入至可编程序逻辑控制器中，通过预设的逻辑关系命令，驱动相应的负载端进行动作，本次设计的负载端主要为行走电机、水泵、喷头、洗车轮、烘干机等组成部分。
各章主要内容如下：
第一章为绪论，对自动洗车机控制系统控制进行了现状分析，并介绍自动洗车机未来发展趋势，同时简单介绍了论文各章的主要内容。以及对控制系统选择的确定，然后对PLC系统的特点组成及其发展趋势做了简要叙述，
第二章是对系统硬件的设计。主要是对PLC的选型，限位开关的选型方面做了详细分析。并绘制了硬件配置表。
第三章是对软件的设计，主要通过对控制流程的分析，绘制流程图。根据PLC的选型以及流程图分配输入和输出点，最后绘制I/O表。通过S7-200编程软件对控制程序进行编写，并绘制梯形图。最后通过程序和I/O分配表，采用CAD软件绘制可编程序逻辑控制器 I/O接线图。
第四章是自动洗车机控制系统控制程序的模拟调试，通过模拟仿真软件对PLC进行模拟仿真，对程序进行修改、完善。
1.2.2本次设计的目的
本次设计的目的主要是通过平时对PLC的学习认知，通过自己所学的知识，系统的对自动洗车机控制系统控制系统进行设计，更多的是对所学知识的一种检验与查漏补缺。结合自动洗车机工作原理以及逻辑顺序等，对自动洗车机控制系统控制系统进行全面设计，掌握复杂条件下对PLC计时计数指令、置位复位指令、高速脉冲计数指令、顺序控制的编程方式等知识。通过对家用自动洗车机控制系统控制系统硬件的选型与使用，掌握各种电器元件的原理以及使用方法，为以后的学习工作奠定基础。通过对程序的编写与程序的反复调试以及修改，更加熟悉程序的一般编写方法和对程序调试方法的熟悉和认知。进而提高自己的学习能力和知识储备，和发现问题、解决问题的一种方法，为以后的工作奠定更加坚实的基础。
1.3系统控制的选择比较
目前在控制领域较为常见的控制系统主要有：以单片机为主要控制方式的系统、以微小型计算机为控制手段的系统、以微处理可编程逻辑控制器（PLC）为主要控制手段的方式。
以单片机的控制方式的自动洗车机控制系统控制系统虽然价格成本较为便宜，但是使用众多电子元器件，电子元器件越多带了的系统稳定性大大降低，损坏和故障率也大大提高，增加了系统的不稳定性，而且在后期维修维护管理方面，工作量较大，检查故障点较难。单片机采用C语言的编程方式，对维护维修人员具有更高的要求，其编程方式较为难理解，而且不直观简明的，对初学者很难理解。所以本次设计不予采用。
以PC微小型电子计算机为控制手段时，其系统庞大，而且成本较为昂贵。在系统便捷和可操作性上较为繁琐，其系统往往需要和电脑终端连接，给使用者和操作者带来了不简洁性，不适合本次自动洗车机控制系统规模小、互换性高的要求。
以PLC为控制方式的自动化控制系统在目前的自动化控制领域较为常见，因其采用集成的电子控制器，具有众多功能，比如集成了计时器、计数器、逻辑运算指令、可扩展温度湿度等模拟量的控制模块，不仅可以简单的完成多种功能操作，而且大大减少了电子元器件的使用率，使得系统更加简洁、方便。在编程方面采用梯形图的编程方式，简单明了适用于初学者或者传统的电力工作者管理或者维护，不仅编写程序直观明了而且后期检查维修方便，对程序进行上传下载即可，并且优越的可扩展性能对以后的升级改造具有很重要的意义。
经过以上分析对比，本次对自动洗车机控制系统的设计采用可编程逻辑控制器（PLC）为主要控制器的控制方式。
一、选题简介、意义
自19世纪第一辆汽车诞生以来，随着现代科学技术的发展，汽车工业取得了质的飞跃。随着时代的发展，人们的生活水平不断提高，对汽车的需求也逐渐增加。平时人们在对汽车进行维护保养时，洗车是不可或缺的一部分。在中国改革开放的政治政策下，随着2018年中国经济和科技的快速发展，人民生活水平进一步提高。如今，几乎进入了一个汽车时代，汽车越多，带给车主的问题也将更多，“停车没位，洗车排队”的现行给大量车主带来了烦恼。如果排队洗车，效率将非常低，大大的耽误车主的自由分配时间，更多的是因为手动洗车的成本高，速度慢，时间和效率跟不上。传统手动洗车造成的环境问题也越来越严重，洗车用水量也随着车辆的增加而急剧上升，这对环境不利。现在随着科技产业时代的快速发展和升级，自动洗车机出现，大大提高了洗车的效率，而且可以很好地解决劳动效率低，洗车难，环境污染，水资源浪费的问题。本文旨在设计一种全自动快速洗车设备，无劳动力的劳动力成本，它不需要任何手动参与。该洗车机采用包裹式C形喷嘴，快速清洁车身，并用软刷自动清洗油漆，没有任何损坏，最后用烘干机快速风干汽车，这比手动清洗更有效，因此自动洗车机的快速发展和设备势在必行。
本次设计的目的主要是通过平时对PLC的学习认知，通过自己所学的知识，系统的对自动洗车机控制系统控制系统进行设计，更多的是对所学知识的一种检验与查漏补缺。结合自动洗车机工作原理以及逻辑顺序等，对自动洗车机控制系统控制系统进行全面设计，掌握复杂条件下对PLC计时计数指令、置位复位指令、高速脉冲计数指令、顺序控制的编程方式等知识。通过对家用自动洗车机控制系统控制系统硬件的选型与使用，掌握各种电器元件的原理以及使用方法，为以后的学习工作奠定基础。通过对程序的编写与程序的反复调试以及修改，更加熟悉程序的一般编写方法和对程序调试方法的熟悉和认知。进而提高自己的学习能力和知识储备，和发现问题、解决问题的一种方法，为以后的工作奠定更加坚实的基础。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1、应有正确的PLC接线图,IO点，控制流程图设计，系统结构简图的设计。
2、熟悉西门子S7-200编程语言及S7-200编程软件的操作，正确完成基于PLC自动洗车系统的控制程序设计
3、通过程序的实际调试来验证程序的正确、可靠
4、应具备一定的外语翻译水平、提高自己的阅读能力
5、设计的PLC自动洗车系统的控制程序运行功能应合理、可靠，符合实际的运行情况
6、设计的PLC控制程序应简洁、合理、安全
7、毕业论文应系统，书写规范
要解决的问题
1.自动洗车系统的硬件选型
2.自动洗车系统系统PLC程序的编写
3.自动洗车系统控制流程图的编写
4.plc程序编写的正确性
预期目标
完成任务书中描述的功能。
研究步骤： 1、查阅资料，选择合适的PLC，并了解其工作原理；
2、将光电传感器、限位开关等硬件与PLC接通；
3、完成接线图的设计；
4、梯形图的编写；
5、系统的调试；
6、论文撰写；
7、完成论文的修改并定稿。
摘 要
Abstract
1绪论 1
1.1课题研究的现状分析 1
1.2自动洗车机设计的内容及目的 1
1.2.1自动洗车机设计的内容 1
1.2.2本次设计的目的 2
1.3系统控制的选择比较 2
1.4 PLC定义及简述 3
1.5 PLC的基本结构组成 4
1.6 PLC的发展趋势分析 6
2控制系统硬件的设计 7
2.1 自动洗车机控制系统控制的要求 7
2.2自动洗车机控制的系统组成 7
2.3 硬件选型 8
2.3.1 PLC选型 8
2.3.2限位开关的选型 10
2.3.3光电传感器 11
2.3.4触摸屏的选型 12
2.4本次系统设计的主要硬件清单 12
3自动洗车机控制系统PLC程序的编写 13
3.1自动洗车机的控制简述 13
3.2自动洗车机绘制控制流程图 13
3.3 自动洗车机配置I/O表 14
3.4 通过CAD软件绘制自动洗车机接线图 15
3.5程序编写 16
3.5.1梯形图编写 16
3.5.2自动洗车机程序语句表编写 19
3.6自动洗车机控制画面组态设计 22
4程序仿真 23
4.1环境要求 23
4.2程序调式 23
致 谢 25
参考文献 26
参考文献
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