汽車自動(dòng)清洗裝置畢業(yè)論文

1、<p>　　+++++++++++ 學(xué) 院</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　2011 級(jí) 機(jī)電一體化技術(shù) 專業(yè)</p><p>　　題 目： 汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC </p><p>　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　畢業(yè)時(shí)

2、間： 二〇一四年六月 </p><p>　　學(xué)生姓名： ++++++ </p><p>　　指導(dǎo)教師： ++++++++ </p><p>　　班 級(jí)： 11機(jī)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?jī)?nèi)容3</p><p>　?。ㄒ唬┭芯?jī)?nèi)容總括3</p><p>

4、;　　三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3</p><p>　?。ǘ┳詣?dòng)清洗機(jī)的總體結(jié)構(gòu)3</p><p>　　(四)PLC的選擇4</p><p>　　1、三菱FX2N的簡(jiǎn)介4</p><p>　?。ㄎ澹┹斎?輸出分配表4</p><p>　?。┩獠拷泳€圖5</p><p>　　四、系統(tǒng)軟件

5、設(shè)計(jì)6</p><p>　?。ㄒ唬┸浖O(shè)計(jì)流程6</p><p><b>　?。ǘ┨菪螆D7</b></p><p>　?。ㄈ?狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖8</p><p>　?。ㄋ模┫到y(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的暫停設(shè)計(jì)10</p><p>　　（五）復(fù)位設(shè)計(jì)11</p><p><

6、;b>　　五、總結(jié)11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　謝 辭13</b></p><p>　　汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </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(diǎn)，對(duì)汽車自動(dòng)清洗裝置PLC控制進(jìn)一步研究,選擇以PLC為核心的控制系統(tǒng)。隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所有的控制領(lǐng)域。PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制設(shè)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(kāi)PLC技術(shù)的支持。節(jié)水環(huán)保、增加技術(shù)含量和提高服務(wù)檔次，將成為洗車業(yè)發(fā)展的必由之路。</p>

8、<p>　　關(guān)鍵詞：汽車自動(dòng)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(jī)。世界上對(duì)水資源的需求正在以驚人的速度增長(zhǎng)，而世界上可供消費(fèi)的水資源正在急劇減少?？梢灶A(yù)測(cè)，在今后20年中，世界上人均水資源消費(fèi)量將會(huì)減

9、少1/3。據(jù)聯(lián)合國(guó)水資源世界評(píng)估項(xiàng)目2003年3月4日發(fā)表的一份報(bào)告，到本世紀(jì)中葉，將有60個(gè)國(guó)家的近70億人口面臨缺水問(wèn)題。即便是最樂(lè)觀的估計(jì)，也將有48個(gè)國(guó)家的20億人口缺水[4]。另一方面，國(guó)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(jì)表明,我國(guó)私人汽車的保有量已經(jīng)突破了1000萬(wàn)輛,汽車正日益發(fā)展成為一種大眾消費(fèi)品。汽車產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展起來(lái)了，隨之而來(lái)的是帶動(dòng)洗車業(yè)一起火暴。中國(guó)汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)

10、高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，被許多業(yè)內(nèi)專家公認(rèn)為中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入汽車社會(huì)。在車消費(fèi)結(jié)構(gòu)方面，家庭購(gòu)買比例越來(lái)越大，已經(jīng)成為市場(chǎng)需求的主體，隨著中國(guó)汽車市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，中國(guó)人的消費(fèi)熱情將全面升級(jí)，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(fèi)人力物力和自然資源。人們將不再只是依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)清洗，各種實(shí)用化的計(jì)算機(jī)軟件將問(wèn)世，而汽車自動(dòng)清洗裝置PLC控制能有效完成清洗任務(wù)，整個(gè)過(guò)程可在兩分</p><p>　

11、　第一，汽車清洗裝置的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。 隨著汽車清洗技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)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(wú)水清洗（主要適用于那些漆面相對(duì)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(dòng)電腦洗車是當(dāng)前熱門(mén)行業(yè)之一，它在洗車過(guò)程中用的所有水，都將通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)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(dāng)前國(guó)內(nèi)大城市較為普及的洗車方式[7]。</p><p>　　隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所有的控制領(lǐng)域。PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要控制設(shè)備之一，傳統(tǒng)的人工洗車方式過(guò)于繁雜，浪費(fèi)人力，利用PLC控制的汽車自動(dòng)清洗裝置，就避免了傳統(tǒng)洗車的缺陷[8]。洗車過(guò)程由PLC控制著

13、，整個(gè)過(guò)程可在兩分鐘內(nèi)完成，且啟動(dòng)之后無(wú)需由人控制，實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)[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(kāi)PLC技術(shù)的支持。節(jié)水環(huán)保、增加技術(shù)含量和提高服務(wù)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序

14、動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)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(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)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(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)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(rèn)的第一臺(tái)PLC[11].</p><p>　　21世

15、紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)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(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的

16、編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用[13]。</p><p><b>　　二、

17、論文的研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　?。ㄒ唬┭芯?jī)?nèi)容總括</p><p>　　本文所研究的汽車自動(dòng)清洗PLC控制是以PLC為控制核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包括：系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此本論文的研究?jī)?nèi)容可以分為三個(gè)部分：</p><p><b>　　1系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程</b></p>&l

18、t;p>　　2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖。</p><p>　　3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序，且系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能。</p><p>　　（二）汽車自動(dòng)清洗裝置PLC控制的總體設(shè)計(jì) </p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是指PLC控制系統(tǒng)從任務(wù)提出到

19、設(shè)計(jì)定型、制造調(diào)試、直到使用的整個(gè)過(guò)程。在PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中，首先要明確設(shè)計(jì)要求，即確定系統(tǒng)的功能指標(biāo)，然后制定系統(tǒng)方案，最后是方案的實(shí)施。</p><p>　　PLC控制的主要內(nèi)容包含總體設(shè)計(jì)、硬件開(kāi)發(fā)、軟件開(kāi)發(fā)等。硬件開(kāi)發(fā)時(shí)要先設(shè)計(jì)、繪制原理圖，根據(jù)系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)獨(dú)立進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)；還要根據(jù)所設(shè)計(jì)的原理電路，綜合考慮系統(tǒng)的性能和計(jì)算要求，合理布置元器件圖1是系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)流程，本次設(shè)計(jì)就按照此流程

20、來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在整個(gè)汽車自動(dòng)清洗PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制相關(guān)開(kāi)關(guān)完成的任務(wù)包括：噴水設(shè)備噴水，刷子洗刷，噴灑清潔劑以及風(fēng)扇的吹干動(dòng)作。接下來(lái)的兩節(jié)將分別介紹系統(tǒng)的輸入輸出地址以及相關(guān)的輸入輸出的電氣接口。</p><p>　?。ǘ┳詣?dòng)清洗機(jī)的總體結(jié)構(gòu)&

21、lt;/p><p>　　自動(dòng)清洗機(jī)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(dòng)清洗機(jī)的關(guān)鍵部分，它的穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和連續(xù)性?？紤]到成本問(wèn)題，行走電機(jī)不用步進(jìn)電機(jī)，運(yùn)用了北侖調(diào)速電機(jī)廠生產(chǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)，

22、該電機(jī)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(diǎn)。</p><p><b>　　2電機(jī)部分</b></p><p>　　利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制清洗機(jī)系統(tǒng)的前進(jìn)和后退，另一個(gè)電機(jī)控制噴水，噴灑清潔劑，洗刷以及烘干過(guò)程。</p><p>　　(四) PLC的選擇</p><p>　　1、三菱FX2N的簡(jiǎn)介

23、</p><p>　　FX系列PLC是由三菱公司近年來(lái)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(lái)又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)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(diǎn)輸入/16點(diǎn)繼電器輸出 </p><p>　?。ㄎ澹┹斎?輸出分配表</p><p>　　表1 汽車自動(dòng)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(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┸浖O(shè)計(jì)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(yùn)行過(guò)程中的暫停設(shè)計(jì)</p><p&

26、gt;　　在洗車過(guò)程中，按下停止按鈕時(shí)洗車的一切動(dòng)作均停止，再次按下停止按鈕時(shí)洗車動(dòng)作繼續(xù)剛才的洗車過(guò)程。如果X4接通，則轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)P10處去執(zhí)行子程序，當(dāng)執(zhí)行SRET指令時(shí)，返回到CALL指令的下一條去執(zhí)行。其程序設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)注意：</p><p>　　1.轉(zhuǎn)移標(biāo)號(hào)不能重復(fù)，也不可與跳轉(zhuǎn)指令的標(biāo)號(hào)重復(fù)；</p><p>　　2.子程序可以嵌套調(diào)用，最多可5級(jí)嵌套。</p><p><b>　　（五）復(fù)位設(shè)計(jì)<

29、/b></p><p>　　若洗車機(jī)正在動(dòng)作時(shí)發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車全流程的動(dòng)作，其動(dòng)作就是按下【復(fù)位按鈕】，則洗車機(jī)的右移、噴水、洗刷、清潔劑噴灑均需停止，洗車機(jī)往左移，當(dāng)洗車機(jī)到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，表示洗車機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。其程序設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容是汽車自動(dòng)清洗PLC控制的研究，在前人研究的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，吸取了前人研究的精華，補(bǔ)充了前人研究的不足。本系統(tǒng)是基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求比較高，而且課題研究的時(shí)間倉(cāng)促，以及本人能力有限，實(shí)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>　?。?）本系統(tǒng)中完成任務(wù)繁瑣，增加了程序的編寫(xiě)難度，也相應(yīng)的增加了系統(tǒng)的

33、成本。</p><p>　　（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性需要加強(qiáng)：復(fù)位電路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能自動(dòng)復(fù)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(yùn)行[15]。</p><p>　　（3）在功能上需要更加完善：本系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置報(bào)警裝置，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不能做出報(bào)警動(dòng)作，這樣也會(huì)影響系統(tǒng)的跟蹤質(zhì)量。</p><p><b>　

34、　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[2]王春澤..資源性水危機(jī)加重可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)[J]. 河北水利水電技術(shù)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(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　[5]王開(kāi)春.工業(yè)清洗技術(shù) [J].2005年3月</p><p>　　[6]郁漢琪等可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)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(xué).2007 </p><p>　　[8]鐘肇新，彭侃.可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1995</p><p>　　[9]王兆義.小型可編程序控制器實(shí)用技術(shù)[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[10]劉守操等.可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)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(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[12]王也仿.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)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(yíng)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(shè)備的研制[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2007</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　三年的大學(xué)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(lái)的敬愛(ài)的老師們以及朝夕相處的同學(xué)們，正是因?yàn)槟銈兊膸椭也诺靡皂樌耐瓿杀究齐A段的學(xué)習(xí)任務(wù)。</p><p>　　論文完成之際，我要感謝xx老師不僅在學(xué)業(yè)上給了我

39、極大的幫助，而且在科研態(tài)度、工作作風(fēng)以及品德修養(yǎng)方面都對(duì)我產(chǎn)生了很大影響，使我受益匪淺，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精深的學(xué)術(shù)造詣、敏銳的學(xué)術(shù)洞察力、鞠躬盡瘁的工作態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)、敢于開(kāi)辟新領(lǐng)域的勇氣和對(duì)學(xué)生的關(guān)切和嚴(yán)格要求，將是我以后人生路上的寶貴財(cái)富。</p><p>　　還有這一路上結(jié)識(shí)的朋友們，感謝你們一直以來(lái)對(duì)我的關(guān)心、支持和幫助，你們將是我一生的財(cái)富，祝愿你們?cè)诮窈蟮娜松行诔ｉ_(kāi)，事業(yè)有成！ </