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1、PLC控制系统课程设计第1章 控制工艺流程分析1.1 控制过程描述有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）。1.2.控制工艺分析1设计投币100元自助洗车机。2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
2、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3 s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
3、，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。第2章 控制系统总体方案设计2.1 系统硬件组成本系统采用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
4、、左限位开关信号、右限位开关信号。2.2 控制方法分析洗车投币机系统满足大于五十元可以洗车。主要用到移位寄存器，加法器用于记住投入的钱数，比较指令用于看是否犹如的钱数大于五十。开始洗车。洗车机第一次右移时有喷水及刷洗动作，到达右极限使右极限开关动作从而控制洗车机左移，而喷水及刷洗继续，直到碰到左极限开关。洗车机第二次右移时，喷水停止、刷子动作及清洁剂开始喷洒，直到右极限行程开关动作，洗车机左移清洁剂继续喷洒，直到使左极限开关动作。洗车机第三次右移时，洗车机右移6s停止，刷子刷洗5s，连续两次后继续右移，直到碰到右极限开关，其中，洗车机右移及刷子刷洗由接通延时计时器T37和T38形成的震荡电路控
5、制，直到碰到右极限开关后通过互锁使刷子动作电路断开，刷子停止工作。此时洗车机左移，进行和上次右移时同样的动作，直到碰到左极限行程开关。洗车机第四次右移，喷洒清水及刷子动作，直到碰到右极限开关。洗车左移同时喷水刷洗继续直到喷到左极限开关喷水刷洗停止。洗车机第五次右移，风扇开始动作，直到碰到右极限开关，洗车机左移风扇继续动作。洗车机左移直到碰到左极限开关，控制整个设备停止，洗车机完成洗车。2.3 I/O分配自动洗车控制系统采用了八个输入信号，分别为启动开关I0.0、左极限开关I0.2、右极限开关I0.1、原点复位按钮I0.3、5元投币孔I0.4、10元投币孔I0.5、50元投币孔I0.6;若干输出
6、信号，洗车机左移Q0.4、洗车机右移Q0.3、刷子动作Q0.2、喷水Q0.1、喷洒清洁剂Q0.5、风扇动作Q0.6、复位灯Q0.7、启动灯Q0.0.、投币指示灯Q1.0。经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。表1 自动洗车控制系统I/O地址分配表控制信号信号名称地址编码输入信号启动信号I0.0右极限信号I0.1左极限信号I0.2原点复位信号I0.35元投币孔I0.410元投币孔I0.550元投币孔I0.6输出信号洗车机右移Q0.0风扇动作Q0.6刷子刷洗Q0.2洗车机左移Q0.4喷洒清洁剂Q0.5喷水动作Q0.1启动灯信号Q0.3复位灯信号Q0.7投币指示灯Q1.0
7、2.4 系统结线图设计图2-1硬件接线图第3章 控制系统梯形图程序设计 3.1控制程序流程图 图3-1程序流程图3.2控制程序时序图图3-2控制时序图3.3 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。第4章 监控系统设计 4.1 PLC与上位监控软件通讯PLC选用Modbus RTU主通讯
8、模块（master）。Pakscan IIE主站控制器是一个远程终端单元，作为Modbus从设备（slave）。PLC的CPU通过用Modbus RTU住通讯模块控制Pakscan IIE主站控制器的读写，被称为用Modbus host。系统采用单用Modbus host两线通讯方式，该方式最多可以连接32个Pakscan IIE主站控制器。主通讯模块的程序设计有3个部分内容：初始化通讯模块;读写用Modbus/RTU数据；检测通讯状态。通讯模块的初始工作主要是配置3个初始换控制块的参数:Slave控制块（SCB），信息控制块（MCB） 和通讯要求参数快（COM_REQ）。SCB是一个15个寄
9、存器长的数据块，功能是定义与通讯的Slave的型号、个数、状态等参数，每一个Slave需要定义一个SCB快，MCB是一个6个寄存器长的数据块，功能是定义Master要求每个Slave执行的命令信息，包括命令类型、RTU引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主机号等参数，每一种命令需要定义一个MCB块，COM_REQ是一个17个寄存器长的数据块，功能是定义通讯方式、端口控制字及监测SCB和MBC的状态参数等，每一个端口需要定义一个COM_REQ块。搜有这些初始化参数在PLC上电或冷启动初始换的第一个扫描周期内加载到RTU主通讯模块，此后RTU主通讯模块负责与PakscanIIE主站控制器通讯，而PL
10、C则与RTU主通讯模块交换数据。读写Modbus/RTU数据和监测通讯状态的变成相对简单，只要读写初始化时定义的相应的PLC参数地址即可。 4.2 上位监控系统组态设计上位监控战可以准确的监测和控制储运过程的所有信息和设备。通过编程、组态、连接，形象地反映实际工艺流程，显示动态数据，设置PID控制参数以及过程参数，并可以查看历史趋势，报警历史报表等。Rotork的现场电动阀配置在流程的输油管线上，通过按钮可以人工开启、停止和关闭任一个阀门，并显示任意时刻的阀门状态和阀位值。涉及良好的人机界面使操纵简便、直观。 4.3 实现的效果我们可以应用上位监控软件，随时监测这个系统运行转台，并控制现场个控
11、制柜面板，来了解设备正常运行和故障情况。当设备出现故障的时候，上位监控软件上有文字显示故障类型，工艺流程图上相对应设备闪烁，这样可以排除故障，浙江大大提高了系统可靠运行水平。第5章 系统调试及结果分析5.1 系统调试及解决的问题在程序编写完成后，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。5.2 结果分析通过系统的设计、连线和运行，整个系统正常运行，达到了设计的要求。本系统采用PLC作为核心控制。以按键
12、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。课程设计心得通过这次紧张的课程设计，我收获颇多，每天面对着电脑，翻阅各种相关资料，体会颇深。短暂的PLC学习有种意犹未尽之感，在这次课设中，加深了PLC相关知识的理解.在课设开始的前期，也遇到了麻烦，比如说，由于以前没学习过PLC，遇到许多困难，在这里很感谢老师的耐心教导，和同学的帮助。通过木次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，.与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，.又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计
13、中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方而的能力便会使我们受益非浅。参考文献1 李建兴可编步伐节制器及其应用M北京：机械工业出书社，1999.2 2 邱公伟可编程节制器收集通信M北京：清华大学出书社，2000.7 3 邹益仁现场总线节制体系的预设M北京：国防工业出书社，2003.3附录程序Network 1 LD M1.6A I0.2O SM0.1O M0.0AN M0.1= M0.0Network 2 LD M0.0A I0.0O M0.1AN M0.2= M0.1= Q0.1= Q0.2= Q0.3= Q0.0Network 3 LD M0.1A M0.1O M0.2AN M0.3= M0.2= Q0.4= Q0.2= Q0.3= Q0.0Network 4 LD M0.2A I0.2O M0.3AN M0.4= M0.3= Q0.5= Q0.0= Q0.1Network 5 LD M0.3A I0.1O M0.4AN M0.5= M0.4= Q0.5= Q0.4= Q0.0Network 6 LD M0.4A I0.2LD M0.6A T38
