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1、.电气控制与PLC课程设计题目:自动洗车机院系名称：电气工程学院专业班级：F1004学生姓名：刘世旭学号：201046820313指导教师：张晓东成绩：指导老师签名：日期：.14目录1、系统概述32、方案32.1单片机控制32.2可编程控制器（PLC）控制33、方案论证33.1可编程控制器（plc）33.2单片机的选择43.3方案比较43.4系统的安全可靠性44硬件设计54.1系统的原理方框图54.2主电路54.3I/O接线图64.4I/O分配74.5元器件选型74.5.1PLC的选择74.5.2交流接触器74.5.3熔断器的选择84.5.4电动机的选择84.5.5行程开关的选择84.5.6按
2、钮的选择94.5.7指示灯的选择95.2梯形图11系统调试13设计心得14参考文献141、系统概述随着社会的发展，车辆也在不断增多，洗车这一行业变成了一个很大的发展前景。人工洗车变得不能满足需求，于是，市场就要求又可以自动洗车的机器，于是我们便设计了这个自动洗车机控制。2、方案2.1单片机控制单片机是由中央处理器（cpu）、片内数据存储器、片内程序存储器、定时/计数器、I/O口、串行口、时序电路，和中断系统组成的一个小型的计算机控制系统，通过对软件系统程序的编译可以实现对自动洗车这一目的的控制，而对应于这个自动洗车系统还必须设计符合要求的单片机，比较复杂。2.2可编程控制器（PLC）控制它的控
3、制思想是采用可编程的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。PLC是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以程序的执行是按顺序依次完成相应各电器的动作，其控制逻辑关系为由内部存储逻辑方式。3、方案论证3.1可编程控制器（plc）FX2N系列是三菱PLCFX家族中最先进的系列。有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块，灵活性和控制能力强，可扩展到256点。产品特点1.系统配置即固定又灵活；
4、2.编程简单；3.备有可自由选择，丰富的品种；4.令人放心的高性能；5.高速运算；6.使用于多种特殊用途；7.外部机器通讯简单化；8.共同的外部设备。3.2单片机的选择51系列单片机就可以实现这一要求。3.3方案比较1，PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。2，单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机应用系统的一个特例。3，不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。；4，对单项工程或
5、重复数极少的项目，采用PLC方案是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本较高。5，对于量大的配套项目，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行。最好的方法是单片机系统嵌入PLC的功能，这样可大大简化单片机系统的研制时间，性能得到保障，效益也就有保证。综合上面的几点，为了稳定的、可靠的运行，又由于自动洗车机本身是一个比较重复的系统，要求维护和学习都比较简单，抗干扰要强，所以选择可编程控制来实现相对来说较好。3.4系统的安全可靠性全自动洗车机由电脑按设计程序控制全过程的操作，完全能够避免人工操作引起的人身，设备事故。4硬件设计
6、4.1系统的原理方框图图一系统的原理方框图4.2主电路图二主电路4.3I/O接线图图三I/O接线图4.4I/O分配I功能O功能X0左极限开关Y0洗车机左移X1右极限开关Y1洗车机右移X2启动Y2喷水机洒水X3复位开关Y3清洗剂控制Y4刷子控制Y5风机控制Y6启动指示灯Y7复位指示灯表一I/O分配4.5元器件选型4.5.1PLC的选择FX系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是1991年推出的产品，FX0是在FX2之后推出的超小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的FX0S、FX1S、FX0N、
7、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构经过对几家公司生产的PLC主要从应用、价格、可靠性和对现场工作环境及设计资金等各个方面因素的考虑，三菱公司生产的PLC具有体积小，控制灵活，性价比高等优点，可与普通电脑编程通信等。本控制系统选用三菱FX2N-32MR型可编程控制器。4.5.2交流接触器接触器是一种能频繁的接通和断开远距离用电设备主回路及其他大电容用电回路的自动控制电器。接触器的选择主要根据电路中的电流和电压选择，自动洗车机用的是交流电故应该用交流接触器，根据电压等级选用380V的等级的交流接触器。CJX5系列交流
8、接触器适用于交流50HZ或60HZ，电压最大至660V，电流95A至85A的电力线路中，供远距离接通和分断电路、频繁的起动和控制交流电动机。4.5.3熔断器的选择熔断器是一种利用金属导体为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路。在电气设备正常运行时，熔断器不应熔断；在出现短路时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电机起动过程）时，熔断器不应熔断；在用电设备持续过载时，应延时熔断。熔断器的额定电压要大于或等于电路的额定电压。对熔断器的选用主要包括熔断器类型选择和熔体额定电流的确定。熔断器的类型根据不同的使用场合、电压等级、保护对象和要求，有很多品种和类型。
9、自动洗车机的熔断器选用RM7系列熔断器，它是一种无填料封闭管式新系列熔断器。用于交流电压380V直流电压440V，电流至600A的电力线路中。做导线、电缆及电力线路的过载及短路保护，取代了以前RM1，RM2，RM3，RM10系列的熔断器，所以就选择RM7。4.5.4电动机的选择电动机M1，M5：JZR2，JZR2为绕线型，电动机在下述工作条件下能正常运转：经常的快速起动的逆转；经常的机械振动的冲击；经常的电气的机械制动电动机M2,M3,M4：Y/Y2是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本系列具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。4.5.5行程开关
10、的选择行程限位开关（微动开关）主要很据其技术参数、使用环境、安装位I和精度要求进行选择.1)倾定电压:行程限位开关的触头电压等级应大于或等于线路的倾定电压。2)倾定电流:其触头的倾定发热电流应离于线路的最大负截电流，一般为l0A。如将行程限位开关直接用于分断主回路，川要求其倾定发热电流至少大于15A.3)机杖和电气勿命:根据行程限位开关的使用环境和操作级率(次/h).合适地选择不同类型的开关.对操作频率比较离的场合一定要参层产品样本中的有关今效。4)精度要求:重复精度是开关连续操作5-10次.开关触头动作的吸大与最小行程的误差。对于精度要求特别离的场合，建议选用接近开关。5)触头数盆与类皿。6
11、)传动与安装方式。”操作力及动作行程与超行程。8)允许最高传动速度。我选用ANV的一款型号是LS-8108的行程开单组常开/常闭型，安全，可靠，经济，防尘及防油污小型及尺寸共通性高，安装方便。4.5.6按钮的选择按钮是控制自动洗车机开始运作的电器。它是一种人力控制，具有储能复位的功能。我选用LAY5BA33，LAY5BA44来分别控制洗车机的启动与复位。4.5.7指示灯的选择XB2BVM6CLED220V/AC蓝色塑料指示灯。元件类别型号颜色数量PLCFX2N-32MR1交流接触器CJX5黑色6熔断器RM7白色3M1、M5JZR2/2M2、M3、M4Y/Y2/3行程开关LS-8108黑色1SB
12、2LAY5BA33绿色1RSTLAY5BA44红色1灯XB2BVM6C红色2表二元器件选型5.软件设计5.1系统流程图图四系统流程图5.2梯形图图五梯形图系统调试系统的调试花费了一下午的时间，刚开始调试时虽然软件没有报错，但是并没有按照预想的过程进行。按下相应的按键就是没有相应的输出。经过检查又加入了一些指令，经过几次调整依然不能够达到预期的目标。这次的问题是Y4先于Y3导通，即代表工作的顺序变了，经过仔细检查、调试，终于找到了原因，原来是控制M4的脉冲产生时间设置出现了问题。经过修改，终于使程序执行结果达到了预期目标。设计心得经过了将近一个月的工作，最终的结果我还是很满意的。这最少证明了我能把学的东西开始能运用了。虽然知道我们做的课程设计属于非常简单的那种，但依然觉得很满意。我们熟悉了这一个设计的过程，以后做设计的时候就不会无从下手了。我们需要学的东西依然有很多，我为这一个小题目就花了将近一个月的时间，说明我还是不能够很好的运用知识，如果是一个大课题，那我会用多长时间呢参考文献常晓玲电气控制系统与可编程控制器机械工业出版社FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC系列编程手册
