第一篇：ezeupug自動_化PLC相關畢業論文

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| You have to believe, there is a way.The ancients said:“ the kingdom of heaven is trying to enter”.Only when the reluctant step by step to go to it 's time, must be managed to get one step down, only have struggled to achieve it.--Guo Ge Tech

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第二篇：基于PLC自動售貨機控制系統畢業論文課題設計(精)

1、緒論 1.1、設計背景

公元1世紀,希臘人希羅制造的自動出售圣水的裝置是世界上最早的自動售貨機。1925年美國研制出售香煙的自動售貨機,此后又出現了出售郵票、車票的各種現代自動售貨機。現代自動售貨機的種類、結構和功能依出售的物品而異,主要有食品、飲料、香煙、郵票、車票、日用品等自動售貨機。一般的自動售貨機由錢幣裝置、指示裝置、貯藏售貨裝置等組成。錢幣裝置是售貨機的核心,其主要功能是確認投入錢幣的真偽,分選錢幣的種類,計算金額。如果投入的金額達到購買物品的數值即發出售貨信號,并找出余錢。指示裝置用以指示顧客所選商品的品種。貯藏售貨裝置保存商品,接收出售指示信號,把顧客選擇的商品送至付貨口。一般售貨機的錢幣裝置由投幣口、選別裝置、確認錢幣真偽的檢查裝置、計算金額的計算裝置和找錢裝置組成。70年代以來,出現了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規模的無人售貨系統,如無人自選商場、車站的自動售票和檢票系統、銀行的現金自動支付機等

1.2、應用前景

現在,自動售貨機產業正在走向信息化并進一步實現合理化。例如實行聯機方式,通過電話線路將自動售貨機內的庫存信息及時地傳送各營業點的電腦中,從而確保了商品的發送、補充以及商品選定的順利進行。并且,為防止地球暖化,自動售貨機的開發致力于能源的節省,節能型清涼飲料自動售貨機成為該行業的主流。在夏季電力消費高峰時,這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫,與以往的自動售貨機相比,它能夠節約10-15%的電力。進入21世紀時,自動售貨機也將進一步向節省資源和能源以及高功能化的方向發展。

從自動售貨機的發展趨勢來看,大量生產,大量消費以及消費模式和銷售環境的變化,要求出現新的流通渠道,而相對的超市,百貨購物中心等新的流通渠道的產生,人工費用也

不斷上升,在加上場地的局限性和購物的便利性等這些因素的制約,無人自動售貨機作為一種必須的機器也就有了其相當可觀的前景。

1.3、設計的目的和意義

PLC的發展與計算機技術、半導體技術、控制技術、數字技術、通信網絡技術等高新技術的發展息息相關,這些高新技術的發展推動了PLC的發展,而PLC得發展又對這些高新技術提出了更高更新的要求,促進了他們的發展。本次設計就在于結合PLC的種種優點聯系實際情況來彌補原有系統的不足,利用PLC控制的自動售貨機提高了系統的穩定性,保證了自動售貨機能夠長期穩定的運行。

2、總體設計方案 2.1、總體設計思路

自動售貨機的基本功能就是對投入的錢幣數進行計算,然后根據運算結果做出相應的判斷,看看哪種商品可以進行購買,哪種商品不能購買,本次課程設計的要求是可識別三種錢幣,分別是1元、2元、5元,采用三個按鈕進行模擬,自動售貨機共出售四種貨物,其價格分別定為1元、3元、4元、6元,當投幣數大于等于貨物價格時且售貨機里有這種貨物時,指示燈亮,表示可以進行購買,四種貨物分別用四個小燈代替進行模擬。除此之外,本次設計還涉及了顯示、找零、送貨等功能的實現,其中顯示部分采用數碼管進行顯示,顯示投幣總數和購買后的余額;當按下找零按鈕后,數碼管顯示進行清零,采用從高到低遞減的形式進行清零,例如:當余額為17元時,按下找零按鈕后,先找三個五元數碼管分別顯示12、7、2,然后再找2元,清零。送貨部分采用小車直線運動進行模擬,將四種貨物分別送到四個不同的地點,采用四個光電開關分別代表四個不同的送貨地點,當按下不同的送貨按鈕后,小車會以其對應的光電開關為終點做直線往返運動,表示送貨過程由于售貨機的全部功能是在上位機上模擬的,所以售貨機的部分硬件是由計算機軟件來模擬替代的這些并不會影響實際程序的操作,完全能模擬現實售貨機的運行。

目錄

1、緒論.......................................................................................................................1.1、設計背景......................................................................................................1.2、應用前景......................................................................................................1.3、設計的目的和意義........................................................................................2、總體設計方案.........................................................................................................2.1、總體設計思路................................................................................................2.2、PLC總體設計流程.........................................................................................3、硬件設計................................................................................................................3.1、I/O地址分配................................................................................................3.2、中間繼電器分配...........................................................................................3.3、整體系統工作流程........................................................................................3.4、硬件接線圖..................................................................................................3.5、實物接線圖..................................................................................................4、軟件設計................................................................................................................5、程序調試..............................................................................................................6、結論.....................................................................................................................參考文獻....................................................................................................................2.2、PLC總體設計流程

以下為PLC的一般工作過程流程圖。分析評估控制任務 PLC機選型、I/O設備選擇 I/O地址分配

程序設計電器系統安裝 調試程序

設計硬件系統接線圖和 控制柜 檢查修改硬件 檢查硬件接線 滿足要求 聯機測試

滿足要求 現場安裝調試 交付使用 編制技術文件 N Y N N Y 圖一PLC工作過程流程圖

3、硬件設計

我們本次采用的是西門子公司的S7—200系列PLC,它可以提供4種不同的基本單元

和6種型號的擴展單元,其系統構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。

3.1、I/O地址分配

本次課程設計的主要I/O分配如下: 表一I/O地址分配

輸入單元PLC地址輸出單元PLC地址

投幣1元I0.1 A貨物顯示Q1.0 投幣2元I0.2 B貨物顯示Q1.1 投幣5元I0.3 C貨物顯示Q2.0 送貨(A貨物I0.4 D貨物顯示Q2.1 送貨(B貨物I0.5 找零出口Q2.2 送貨(C貨物I0.6 出貨口Q2.3 送貨(D貨物I0.7 電機正轉Q2.6 找零I0.0 電機反轉Q2.5 數碼個位顯示I0.0—I0.3 數碼十位顯示I0.4—I0.7 限位開關S1 I1.0 限位開關S2 I1.1 限位開關S3 I1.2 限位開關S4 I1.3 3.2、中間繼電器分配 表二中間繼電器分配

中間繼電器功能中間繼電器功能 M0.0 送A貨M1.2 電機反轉 M0.1 限位開關S1 M1.3 電機正轉

M0.2 限位開關S2 M1.4 電機正轉 M0.3 送B 貨 M1.5 電機反轉 M0.4 送C 貨 M1.6 電機正轉 M0.5 限位開關S3 M2.0 送貨延時 M0.6 送D 貨 M2.1 送貨延時 M0.7 限位開關S4 M2.2 送貨延時 M1.0 電機反轉 M20.0 找零 M1.1 電機正轉

3.3、整體系統工作流程

整個系統的整體工作流程如圖二所示 初始狀態 投幣狀態 購買狀態 退幣狀態 投 入 硬幣 按下選擇按鈕 是否有剩余 按下退幣按鈕 N Y 圖二 整體工作流程圖 清零按鈕

1元按鈕 2元按鈕 5元按鈕 購A貨按鈕 購B貨按鈕 購C貨按鈕

貨1、2限位開關貨3限位開關貨4限位開關 5V e d c b a g f CPU-224 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

I0.4 I0.5 I0.6 A1 1 A2 2 3 /LT 4 /BI v cc f g a 16 15 14 13

LE 5 A3 6 7 A4 8 GND b c d e 12 11 10 9 CD4511 L+ M

24V 1M 1L+ 24V I1.0 I1.1 I1.3 A1 1 A2 2 3 /LT 4 /BI v cc f g a 15 14 13 LE 5 A3 6 7 A4 8 GND b c d e 12 11 10 Q0.4 Q0.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.5 Q0.6 Q1.0 Q1.1 Q2.0 A貨指示燈 B貨指示燈 C貨指示燈 Q2.5 Q2.6正轉 反轉 Q2.2退錢燈

5V Q2.1D貨指示燈 I0.7 購D貨按鈕 M M 24V 圖三硬件接線圖 投一元投二元投五元 購買A 貨物

購買B 貨物購買C 貨物找零 地 A 貨物顯示 B 貨物顯示 C 貨物顯示 D 貨物顯示

個位8個位4個位2個位15V 地 十位8 十位4 十位2 十位1 5V 地

I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.024V 5V 24V 地 Q0.0 Q0.1

Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q2.0Q2.2Q2.3Q2.6 S1 S2 S3 S4 正 反 24V 地

Q1.0Q1.1Q2.1I0.7購買D 貨物 Q2.5退錢燈 I1.0I1.3I1.2I1.1 圖四 實物接線圖

4、軟件設計

5、程序調試

在整個程序的調試過程中,我遇到了一些問題,最初的設計比較簡單,只是將投幣,購買的過程考慮進去,而沒有將購買之后送貨的過程加進設計的方案中,后來在老師的提醒之下,我又將送貨的過程采用了小車直線運動進行模擬,將四個光電開關模擬成四種貨物的送貨地點,分別在按下四個送貨按鈕之后,將貨物送到四種地點,使得整個系統更加完善,功能更加強大。

在數碼顯示的過程中也遇到了一些問題,數碼顯示時數據的傳輸所用到的中間繼電器和后來送貨時的中間繼電器發生了沖突,使得程序運行過程發生了紊亂,后來在同學的幫助下,我明白了問題的關鍵,將其解決,使數碼顯示功能順利實現。

在最后的送貨過程中,由于有四個地點,所以要對電機的正反轉分別進行控制,最初我是將所有的正轉輸入都采用了Q2.6進行驅動,所有的反轉輸入都采用了Q2.5進行驅動,當程序運行時,發現得不到預期的現象,經檢查程序沒有問題,后來經過考慮和同學的提醒,采用中間繼電器進行驅動,現象就出現了,實現了最初預想的送貨過程。

在找零階段,最初只是按下找零按鈕后直接將數碼顯示清零,后來經過思考和老師的提醒,將找零部分又逐步進行了完善,將找零的過程在數碼管上顯示了出來先找大面額的錢幣,后找小面額的錢幣,其內部進行減法運算,使得整個找零的過程清晰可見。

在購買貨物的過程中最初忽略了如果貨物售完該怎么辦,后來經過完善將貨物的數量進行了設定,只有當投幣金額大于等于所要購買的貨物時,且貨物數量大于零時才能進行購買,這使得整個過程更加完善。

6、結論

通過本次PLC課程設計使得我對PLC的操作更加的熟練,同時掌握了自動售貨機的基本工作原理,對自動售貨機的發展也有了一定的了解更加充分的體會到了PLC在實際生活中的重要應用與在當今控制領域的重要地位。

與此同時,我也對S7—200系列的PLC有了更進一步的了解,同時對PLC的高效性和實用性有了更進一步的認識,在整個課程設計過程中,在遇到問題的時候,我學會了如何借助外界的幫助和自身的努力來解決實際問題,懂得如何進行獨立思考,如何冷靜的面對要解決的問題,這些都是今后學習生活的寶貴經驗,在以后的各個方面都有著至關重要的作用。

參考文獻

[1]趙相賓.可編程控制器技術與應用系統設計.機械工業出版社,2002,7 [2]鐘肇新.范建東.可編程控制器原理及應用.華南理工大學出版社,2003 [3]陳金華.可編程序控制器(PC應用技術.北京電子工業出版社,1995 [4]陳在平.趙相賓.可編程序控制器技術與應用系統設計.北京機械出版社,2002 [5]廖常初主編.PLC編程及應用.北京機械工業出版社,2002 [6]何衍慶.可編程序控制器原理及應用技巧.北京化學工業出版社,2000

第三篇：PLC電梯控制系統畢業論文

四川工程職業技術學院

電氣信息工程系

畢業論文

題 目 PLC電梯控制系統 班 級 電氣自動化技術1班 姓 名 學 號 指導老師

前 言

隨著現代社會的迅速發展,微電子技術和計算機技術也隨之迅速發展.當前數字電器系統的設計正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發展。其中，有著代表性的是日趨進步和完善的PLC設計技術。PLC(即可編程控制器)在工業控制領域內得到十分廣泛的應用。PLC是一種基于數字計算機技術、專為在工業環境下應用而設計的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設備和生產過程。

PLC的設計和開發，已經有多種類型和款式。傳統的PLC各有特點，它們適合在現場做手工測量，要完成遠程測量并要對測量數據做進一步分析出來，傳統PLC是無法完成的。然而基于PC通信的PLC，既可以完成測量數據的傳遞，又可借助PC，做測量數據的處理。所以這種類型的PLC無論在功能和世界應用上，都具有傳統PLC無法比擬的特點，這使得它的開發和應用具有良好的前景。

第一章 電梯的簡介

一、電梯的起源與發展

1、電梯的起源

現代社會中，電梯已經成為不可短少的運輸設備。電梯是隨著高層建筑的興建而發展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯；高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯，自動扶梯等。在現代社會，電梯已像汽車、輪船一樣，成為人類不可缺少的交通運輸工具。

電梯在漢語詞典中的解釋為：建筑物中用電作動力的升降機，代替步行上下的樓梯。

說到電梯的起源要從公元2600年埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系統說起，但這一類起重機的能源均為人力。到了1203年，法國的二修道院安裝了一臺起重機，有所不同的是該機器是利用驢作為動力，載荷由繞在一個大滾筒上的繩子進行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發明了蒸汽機，約在1800年，煤礦主才能利用起重機把礦井中的煤輸送上來。

數百年來人們制造過各種類型的升降機，它們都具有一個共同的缺陷：只要起吊繩突然斷裂，升降機便急速地墜落到底層。1854年奧迪斯設計了一種制動器：在升降機的平臺頂部安裝一個貨車用的彈簧及一個制動桿與升降梯井道兩側的導軌相連接，起吊繩與貨車彈簧連接，這樣僅是起重平臺的重量就足以拉開彈簧，避免與制動桿接觸。如果繩子斷裂，貨車彈簧會將拉力減弱，兩端立刻與制動桿咬合，即可將平臺牢固地原地固定，免了繼續下墜。這樣，第一臺“安全”升降梯就產生了，然而真正能夠稱為電梯的產品應該是在20世紀初才出現。

2、電梯技術的發展

（1）電梯的速度要求越來越快，告訴，超高速電梯的數量越來越多。（2）電梯的拖動技術有了圈套的發展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運行平穩，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到越來越廣泛的應用。交流拖動電梯更是得到迅速發展。

（3）電梯的邏輯控制已從過去簡單的繼電器-接觸器控制發展為可編程序控制（PLC）和計算機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發展為集選控制、并聯控制、群控等，電梯可靠性得到很大的提高。

（4）電梯的管理功能不斷加強，電梯廣泛采用計算機控制技術，不斷滿足用戶的使用功能要求。如停車操作、消防員專用等。

第二章 PLC的簡介

一、PLC的定義

可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專業在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，技術與算術操作等方面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。

總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業環境應用而而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。

二、PLC的基本結構和組成

1、PLC的結構圖如下所示：

交流/直流現場設備擴展單元電源基本I/OI/O擴展接CPU存儲器外圍接口數據總線外設編程器通信網絡

圖2 PLC的結構圖

（1）中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞，在系統監控程序的控制下工作，承擔著將外部輸入信號的狀態寫入輸入映像寄存器區域，然后將接過送到輸

出映像寄存器區域。

（2）存儲器由只讀存儲器ROM和隨機存儲器RAM兩大部分組成，存放系統軟件的存儲器稱為系統程序的存儲器ROM，存放應用軟件或中間運行數據的存儲器稱為用戶程序存儲器RAM。

（3）基本I/O接口電路

A.PLC內部輸入電路作用是將PLC外部電路提供的、符合PLC輸入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送到PLC內部電路。

B．PLC輸出電路用來將CPU運算的結果換成一定形式的功率輸出，驅動被控負載。

（4）接口電路：PLC接口電路分為I/O擴展接口電路和外設通信接口電路兩大類。

A.I/O擴展接口電路用于連接I/O擴展單元，可以用來擴充開關量I/O點數和增加模擬量的I/O端子。I/O擴展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。

B．外設通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成PLC的控制網絡。

（5）電源：PLC內部配有一個專用開關式穩壓電源，將交流/直流供電電源轉化為PLC內部電路需要的工作電源（5V直流）。

2.PLC控制系統的組成

PLC控制系統像一般的計算機控制系統一樣，也是由硬件和軟件兩個部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設備，軟件是指管理PLC的系統軟件，PLC的應用程序，編程語言和編程支持工具軟件。

圖3 PLC控制系統的組成

PLC控制系統的軟件主要是系統軟件，應用軟件，編程語言及編程支持工具軟件幾個部分組成。

PLC系統軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統軟件的支持西，PLC對用戶程序進行逐條的解釋，并加以執行，直到用戶程序結束，然后返回到程序的起始又開始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環掃描。

圖4 PLC內部工作示意圖

0的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入。隨機關閉輸入端口，進入程序執行階段。

PLC在程序執行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執行每條指令，經相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。

輸出刷新階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式輸出，驅動相應輸出設備工作。

四、PLC的特點

PLC是一種用于工業自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC與普通計算機一樣，以通用或專用CPU作為處理器，實現通道的運算和數據的存儲，另外還有位處理器，進行點（位）的運算與控制。

PLC控制一般具有可靠性高，易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。

五、PLC系統的發展趨勢

PLC當初是針對工業順序控制發展而研制的。經過30幾年的迅速發展，PLC已不僅能進行開關量控制，而且還能進行模擬量控制，位置控制。特別是PLC的通信網絡技術的發展，使得PLC如虎添翼，由單機控制向多機控制，由集中控制向多層次分布式控制系統發展。現在PLC的足跡已遍布了國民經濟的各個領域，形成了滿足各種需要的PLC應用系統。

電梯結構不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術、新結構、新材料、新工藝的發展，電梯的機械系統結構簡單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進化、外觀漂亮化。同時，無機房電梯在新世紀將會有較大速度發展。

今后PLC控制系統將朝著兩個方向發展：一是向小型化，微型化系統方向發展。作為控制系統的關鍵設備，PLC將朝著體積更小，速度更快，功能更強，價格更低的方向發展。二是向大型化，網絡化，多功能的方向發展。

2131415

第四章 PLC控制系統的設計方案

一、PLC控制系統基本方案

隨著城市建設的不斷發展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中有著廣泛的應用。電梯作為高層建筑中垂直運行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實際上電梯是根據外部呼叫信號以及自身控制規律等運行的，而呼叫是隨機的，電梯實際上是一個人機交互式的控制系統，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統采用隨機邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機作為信號控制單元，完成電梯信號的采集、運行狀態和功能的設定，實現電梯的自動調度和集選運行功能，拖動控制則由變頻器來完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機實現信號集選控制。從控制方式和性能上來說，這兩種方法并沒有太大的區別。國內廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產規模較小，自己設計和制造微機控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設計方便靈活，抗干擾能力強、運行穩定可靠等特點，所以現在的電梯控制系統廣泛采用可編程控制器來實現。

本文將用四層樓作為背景進行設計。

1.轎廂樓層位置檢測方法

主要方法有以下幾種：

（1）用于簧管磁感應器或其他位置開關：這種方法直觀、簡單，但由于每層需使用一個磁感應器，當樓層較高時，會占用PLC太多的輸入點。

（2）利用穩態磁保開關：這種方法需對磁保開關的不同狀態進行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但是它是無權代碼，進行運算時需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。

（3）利用旋轉編碼器：目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或專用計數單元，計數準確，使用方便，因此在電梯PLC控制系統中，可用編碼器測取電梯運行過程中的準確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源可利用PLC內置的24V直流電源，硬件連接可謂簡單方便。

由以上分析可見，用旋轉編碼器檢測轎廂的位置優于其他方法，故本設計采用此方法

2.PLC的選型

根據以上選擇的轎廂樓層位置檢測方法，要求可編程控制器必須且有高數計數器。又因為電梯時雙向運行的，所以PLC還需具有可逆計數器。綜合考慮后，本設計選擇西門子公司生產的S7—200系列機。

S7—200系列機具有以下優點： 1.體積極小

2.先進美觀的外部結構 3.提供多種子系列供用戶選用 4.靈活多變的系統配置 5.功能強、使用方便

二、PLC電梯控制系統設計方向

1.電梯控制系統的基本結構組成

電梯PLC的控制系統和其他類型的電梯控制系統一樣主要由信號控制系統和拖運控制系統兩部分組成。圖7為電梯PLC控制系統的基本結構圖，主要硬件包括PLC主機及擴展、機械系統、轎箱操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機、調速裝置與主拖動系統等。系統控制核心為PLC主機，操縱盤、呼梯盤、井道及安全信號通過PLC輸入接口送入PLC，存儲在存儲器及召喚指示燈等發出顯示信號，向拖動和門機控制系統發出控制信號。

電梯控制系統可分為電力拖動系統和電氣控制系統兩個主要部分。電力拖動系統主要包括電梯垂直方向主動拖動電路和轎廂開關電路。二者均采用易于控制的直流電動機作為拖動動力源。主拖動電路采用PWM調試方式，達到了無級調速的目的。而開關門電路上電機僅需一種速度進行運動。電氣控制系統則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數碼管和控制部分的核心器件等組成。PLC集信號采集、信號輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動系統一起實現了電梯控制的所有功能。十層電梯控制系統由呼叫到響應形成一次工作循環，電梯工作過程又可細致分為自檢、正常工作、強制工作等三種工作狀態。電梯在三種工作狀態之間來回切換，構成了完整的電梯工作過程。

如下圖：

圖7 電梯PLC控制系統的基本結構

2.電梯控制系統原理框圖

電梯控制系統原理框圖如下圖所示，主要由轎廂內指令電路、門廳呼叫電路、主拖動電機電路、開關門電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測與平層檢測傳感器及PLC電路等組成的。

圖8 電梯控制系統原理框圖

到PLC的控制信號有：運行方式選擇、運行控制、轎內指令、層站召喚、安全保護信息、旋轉編碼器光電脈沖、開關門及限位信號、門區和平層信號等。

圖10 電梯信號控制系統

6．拖動控制系統

電梯主要由直流和交流兩種拖動方式，PLC控制的拖動系統主電路及調速裝置與繼電器控制系統相比無需做很多改動。拖動系統的工作狀態及部分反饋信號可直接送入PLC，由PLC向拖動系統發出速度切換、起動、運行、平層等控制信號。

7.電梯上行

（1）電梯停在1F，2F呼叫時，則上行，碰到2F的行程開關后停止。（2）電梯停在1F或2F時，3F呼叫，則上行，碰到3F的行程開關后停止。（3）當電梯停在1F或2F、3F時，4F呼叫，則上行到4F碰到行程開關后停止。

（4）電梯停在1F，2F、3F同時呼叫時，則電梯上行到2F后停5s，繼續上行到3F后停止。

（5）電梯停在1F，2F、3F同時呼叫時，電梯上行到2F停5s，繼續上行到3F停止。

（6）電梯停在1F，3F、4F同時呼叫時，電梯上行到3F停止5s，繼續上行

122232425

系統會根據外呼和內選信號及門鎖信號綜合判斷電梯的運行方向。5.執行上行程序

此段程序包括控制電梯上行，檢測是否應該減速或者停止電梯正轉并且執行。6.執行下行程序

此段程序包括控制電梯下行，檢測是否應該減速或者停止電梯正轉并且執行。

四、I/O點的分配

根據需要控制的開關、設備大約有15個輸入點，11個輸出點。如圖15：

圖15 I/O點的分配

五、硬件系統調試

在硬件調試時，我們主要調試的內容有： 1.在接線端子上。

2.在PLC擴展單元上。3.在電源接線上。

注:特別是在電源接線時，一定要注意哪些端子接24V，哪些接地。

六、軟件系統調試

在軟件調試時，主要是結合硬件設備觀察程序的過程是否與我們設計的原理一致。如果出現不正常運行和不運行時我們得回到程序編制，依次檢查與修改。

七、程序梯形圖

0

圖16 PLC控制程序梯形圖

注：

M0.1 電梯在一層時停止指令 M0.2 電梯在二層時停止指令 M0.3 電梯在三層時停止指令 M0.4 電梯在四層時停止指令 M1.1 電梯在一層時向上運行指令 M1.2 電梯在二層時向上運行指令 M1.3 電梯在三層時向上運行指令

E2亮，電梯停止。

11.按SB6，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

12.按SB7（SB2），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2滅，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

13.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，再按SQ3，E1滅，E2亮，電梯仍上升，在按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E2滅，E2亮，電梯停止。

14.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

15.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，電梯提高至2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

16.按SB6，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

17.按SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

18.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，再按SQ3，E4滅，E3亮，電梯上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，再按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止2s后下降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

19.按SB6，SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下

降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

20.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止2s后下降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

21.按SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

22.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

23.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

電梯停留在二層：

1.按SB8或SB9（SB3）或SB8或SB9（SB3），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

2.按SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

3.按SB5(SB1), 電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

4.按SB8，SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3滅，E4亮，電梯停止。

5.按SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

6.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

電梯停留在三層：

1.按SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無效，按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

2.按SB6或SB7（SB2）或SB6，SB7（SB2），電梯下降反方向呼叫無效，按SQ2，E3亮，電梯停止。

3.按SB5(SB1), 電梯下降，反方向呼叫無效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯仍下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止。

4.按SB7，SB5(SB1), 電梯下降，反方向呼叫無效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯仍下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止2s后上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止。

5.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），電梯下降，反方向呼叫無效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止2s后下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止。

6.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），電梯下降，反方向呼叫無效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止2s后下降，再按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止2s后上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止。

63738-

第四篇：基于PLC的自動洗車機課程設計

電氣控制與PLC課程設計

院 系：工學院電氣與電子工程系專 業：電氣工程及其自動化班 級：電氣工程姓 名：學 號：指導教師：

題目：自動洗車機

XXXX班 XXXXXX

XXXXXXXXXXXX

XXXXXX

二〇一五年六月

PLC課程設計任務書

一、基本情況

學時：1周學分：1學分

適應班級：

二、進度安排

本設計共安排1周，合計30學時，具體分配如下： 實習動員及準備工作：

1學時 總體方案設計：4學時 硬件設計：10學時 軟件設計：10學時 撰寫設計報告：4 學時 總結：

1學時

教師輔導：

隨時

三、基本要求

1、課程設計的基本要求

電氣控制與PLC課程設計的主要內容包括：理論設計與撰寫設計報告等。其中理論設計又包括總體方案選擇，硬件系統設計、軟件系統設計；硬件設計包括單元電路，選擇元器件及計算參數等；軟件設計包括模塊化層次結構圖，程序流程圖，應用程序。程序設計是課程設計的關鍵環節，通過進一步完善程序設計，使之達到課題所要求的指標。課程設計的最后要求是寫出設計總結報告，把設計內容進行全面的總結，若有實踐條件，把實踐內容上升到理論高度。

2、課程設計的教學要求

電氣控制與PLC課程設計的教學采用相對集中的方式進行，以班為單位全班學生集中到設計室進行。做到實訓教學課堂化，嚴格考勤制度，在實訓期間累計曠課達到6節以上，或者遲到、早退累計達到6次以上的學生，該課程考核按不及格處理。在實訓期間需要外出查找資料，必須在指定的時間內方可外出。

課程設計的任務相對分散，每3-4名學生組成一個小組，完成一個課題的設計。小組成員既有分工、又要協作，同一小組的成員之間可以相互探討、協商，可以互相借鑒

或參考別人的設計方法和經驗。但每個學生必須單獨完成設計任務，要有完整的設計資料，獨立撰寫設計報告，設計報告雷同率超過50%的課程設計考核按不及格處理。

四、設計題目及控制要求

題目：自動洗車機 要求：

1.按下啟動按鈕，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始洗刷。2.洗車機右移到達右極限開關后，開始左移，噴水及刷子繼續工作。

3.洗車機左移到達極限位置后，開始右移，噴水機及刷子停止工作，清洗機設備開始動作噴灑清洗劑。

4.洗車機右移到達極限位置，開始左移，繼續噴灑清潔劑。

5.洗車機左移到達極限位置，開始右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機往右移3s后停止，刷子開始洗刷。

6.刷子洗刷5s停止，洗車機繼續右移3s，刷子又開始洗刷5s停止，洗車機繼續右移，到達右極限開關后停止，然后往左移。

7.重復上面第6步，左移碰左極限開關停止。

8.洗車機往右移，風機設備動作將車吹干，碰到右極限開關時，洗車機往左移，直到碰到左極限開關，重復2次動作。洗車整個過程完成。啟動燈熄滅。

9.原點復位設計

若洗車機正在動作時發生停電或故障，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、風扇及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。

五、設計報告

設計完成后，必須撰寫課程設計報告。設計報告必須獨立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于2000字，圖形繪制規范。設計報告的格式如下：

1、封面

2、摘要

3、目錄

4、正文

(1)所作題目的意義、本人所做的工作及系統的主要功能；(2)方案選擇及論證；

(3)硬件電路設計及描述（包括硬件的選型及電路圖、輸入輸出接線圖等的設計）；(4)軟件設計流程及描述（流程圖及文字說明；(5)源程序代碼及調試；

5、心得體會

6、參考文獻

六、考核方法

電氣控制與PLC技術課程設計的考核方式為考查，考核結果為優秀、良好、中等、及格和不及格五等，分數在90-100之間為優秀，80-89分之間為良好，70-79分之間為中等，60-69分之間為及格，60分以下為不及格。

考核分三個方面進行：平時表現20%；設計過程25%；設計報告 40%；設計答辯15%。

有下列情形之一者，課程設計考核按不及格處理：

1、設計期間累計遲到、早退達8次；

2、設計期間累計曠課達6節；

3、設計報告雷同率超過50%或無設計報告；

4、不能完成設計任務，達不到設計要求。

摘 要

本文PLC的課程設計采用西門子S7-300PLC來實現自動洗車機的自動清洗任務。并利用Microsoft Visio 繪圖工具，進行主電路圖、I/O接線圖和流程圖的繪制，最后利用SIMATIC Manager編程軟件完成梯形圖的程序設計。在老師的指導下，對PLC的編程程序進行仿真和調試。

本次設計中，自動洗車控制系統采用了四個輸入信號（I0.0-I0.3），八個輸出信號（Q0.0-Q0.7）。其中噴水、刷子動作和噴灑洗潔劑等電動機的運行由PLC的程序控制執行。自動洗車機啟動后能按順序完成要求動作，結束后自行停止，若斷電停止在得電后不會自行啟動，用PLC實現了洗車的自動化。PLC的程序設計和編程文中選擇西門子S7-300型PLC進行操作，該型號西門子為中小型，有著模塊化結構、易于實現分布式的配置以及性價比高等優點，有助于本文設計實現。

關鍵詞：自動洗車機

西門子S7—300 PLC設計

目錄

第1章緒論................................................................................................................................1

1.1 課題簡述....................................................................................................................1 1.2 課題背景和意義........................................................................................................1

1.2.1 背景.................................................................................................................1 1.2.2 課題研究的必要性.........................................................................................1 1.3 課題要求....................................................................................................................1 第2章硬件電路設計................................................................................................................3

2.1 熱繼電器的選擇........................................................................................................3 2.2 接觸器的選擇............................................................................................................3 2.3 總電路圖....................................................................................................................3 2.4 PLC的選擇.................................................................................................................4 2.5 PLC輸入、輸出口分配（I/O分配）......................................................................5 2.6 PLC I/O接線圖.........................................................................................................6 第3章軟件設計........................................................................................................................8

3.1 流程圖........................................................................................................................8 3.2 PLC梯形圖...............................................................................................................11 3.3 仿真調試..................................................................................................................15 心得體會..................................................................................................................................19 參考文獻..................................................................................................................................20

第1章

緒論

1.1 課題簡述

如今，PLC技術已非常成熟，不僅控制功能增強，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠程I/O和通信網絡、數據處理以及圖象顯示的發展，使PLC向用于連續生產過程控制的方向發展，成為實現工業生產自動化的一大支柱[2]。

而我們本次設計的自動洗車機，也是應運而生，隨著汽車種類的增多和汽車均價的下降，有車族人數不斷攀升，而隨之興起的汽車周邊產業中，洗車行業則算是龍頭。我們的生活中見到的大都是人力洗車，所以我們需要研究和設計自動洗車系統，來優化洗車行業、提升洗車效率。

1.2 課題背景和意義 1.2.1 背景

經過多年的發展，為滿足工業自動化各種控制系統的需要，近年來，PLC廠家先后開發了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發和應用不僅增強了功能，擴展了PLC的應用范圍，還提高了系統的可靠性。

SIMATIC S7-300 PLC是中小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-300 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。本次設計是將PLC用于自動洗車機的運行和實現，對學習和實用是很好的結合[3]。

1.2.2 課題研究的必要性

（1）可以促進我國PLC產業與當下熱門行業的結合（2）研究自動洗車機可以推動洗車行業的發展和自動化；（3）使有車族對汽車的使用和保養更加方便快捷（4）解放勞動力，讓洗車行業更加高效 1.3 課題要求

（一）本次課題的設計要求為：

1.進行總體設計規劃，合理分配I/O點，并繪出電氣控制線路的原理草圖； 2.繪制電氣原理圖，計算并選擇電器元件； 3.編寫PLC軟件清單并進行模擬調試； 4.編寫課程設計說明書。

（二）本設計的主要研究范圍及要求達到的技術參數有： 1.是自動洗車機可以按照規定的程序運行； 2.滿足PLC對所有裝置的控制；

3.對自動洗車機實現的設計和個人程序調試。

本課題應解決的主要問題是如何使PLC實現自動洗車機洗車的功能和多種要求，在實際當中對PLC運用于洗車技術并不多見，以致人們難以根據它的具體情況正確選用參數進行系統控制，也就難以滿足如何實現并且達到高效可靠的要求，本設計就是基于以上問題進行的一些探討。

第2章

硬件電路設計

2.1 熱繼電器的選擇

熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產生熱量，使有不同膨脹系數的雙金屬片發生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結構簡單、成本低等優點在生產中得到了廣泛應用[4]。

我們選用JR16B-60/3D型熱繼電器。其中“J”表示繼電器，“R”為熱的諧音，“16”表示設計序號，“60”表示額定電流，“3D”表示三相保護。相關元件主要技術參數如下：

（1）額定電流為20（A）；

（2）熱元件額定電流為32/45（A）。2.2 接觸器的選擇

CJX2系列交流接觸器主要用于交流50Hz或60Hz、額定絕緣電壓690V,在AC-3使用類別下，額定工作電壓380V、額定工作電流至620A的電力系統中，供遠距離接通和分斷電路及頻繁地起動和控制交流電動機。并可與適當的熱過載繼電器或電子式保護裝置組合成電磁起動器，以保護可能發生過載的電路。

選用CJl0Z-40／3型接觸器，其中“C”表示接觸器，“J”表示交流，10為設計編號，“40”為額定電流，“3”為主觸點數目[5]。

2.3 總電路圖

由題目可知，我們需要設置的裝置有：洗車機、清洗機、刷子、風機和噴水機。分別設置交流接觸器來開斷和控制電路，設置熔斷器和隔離開關保護電路，根據題意和選擇好的器件，我們最終設計出的總電路圖如圖2.1所示。

FuL1L2L3KM1KM2KM3KM4KM5KM6FR1FR2FR3FR4FR5M13~M23~M33~M43~M53~洗車機噴水機清洗機刷子風機

圖 2.1 自動洗車機電路圖

2.4PLC的選擇

生活中常見的洗車一般都是人力清洗，用時較長，而且由于工作時間較長會導致疲勞，工作精度下降。基于此，我們考慮利用PLC的知識，設計一個可以自動清洗車輛的自動洗車機，在工作效率、工作精度和工作時間上為洗車這一行業提供便利及創新。

隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越高。在產品規模方面，向兩極發展。一方面，大力發展速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC。以適應單機及小型自動控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術完善的大型PLC方向發展。隨著復雜系統控制的要求越來越高和微處理器與計算機技術的不斷發展，人們對PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲器容量也越來越大。而其中，西門子PLC的優勢也很明顯，第一，西門子PLC抗干擾能力比較強，也比較耐用，維護率，損壞率比較低；第二，西門子PLC的通信效果特別好；第三，西門子PLC的軟件SIMATIC Manager比較好用；第四，技術支持服務比較好；第五，網上資料比較多。所以我們選用了課程所學的西門子PLC，型號為S7-300。西門子的S7系列有快速的CPU處理速度，大程序容量，以及編程及監控功能強大，維修簡單，所以性價比比較高[6]。

西門子PLC的一般結構如圖2.2。

電源主機CPU輸入 模塊EPROM掃描程序 I/O管理輸出模塊RAM用戶儲存器編程器圖2.2 PLC一般結構圖

（1）中央處理單元（CPU）與通用計算機中的CPU一樣，PLC中的CPU也是整個系統的核心部件，主要有運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的地址總線、數據總線和控制總線構成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關電路。

（2）存儲器10存儲器存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。PLC常用的存儲器類型有RAM、EPROM、EEPROM等。

（3）I/O模塊

輸入模塊和輸出模塊通常稱為I/O模塊或I/O單元。PLC的對外功能主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯系而實現的。

（4）電源模塊輸入、輸出接口電路是PLC與現場I/O設備相連接的部件。它的作用是將輸入信號轉換為PLC能夠接收和處理的信號，將CPU送來的弱電信號轉換為外部設備所需要的強電信號。

2.5 PLC輸入、輸出口分配（I/O分配）

根據圖2.1總電路圖，我們設置PLC的I/O分配，其中I0.0-I0.3共4個輸入端點，Q0.0-Q0.7共8個輸出端點，如表2.1所示。

表2.1 I/O分配表

輸入點地址

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

功能 SB1啟動開關 復位按鈕 左側極限開關 右側極限開關

輸出點地址

Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

功能 洗車機左移 洗車機右移 噴水機噴水 刷子動作 清潔劑噴灑 風機動作 啟動燈 復位燈

2.6 PLC I/O接線圖

根據I/O分配和電路圖，我們設計出I/O接線圖，如圖2.3所示。其中SB1、SB2分別為啟動和復位兩個手動按鈕，Q0.2-Q0.5為噴水、刷子等電動機，Q0.6和Q0.7為啟動燈、復位燈。

N(-)1M1MSB1SB2 I0.0 I0.1I0.2Q0.5啟動燈KM3KM1KM2Q0.0Q0.1KM4噴水機Q0.2刷子MM清洗機Q0.3Q0.4風機MMI0.3Q0.6復位燈Q0.72LC1Q1.0C2Q1.1C3Q1.2C4Q1.3MDC24VL+圖2.3 I/O接線圖

第3章

軟件設計

3.1 流程圖

自動洗車機執行流程為：

（1）按下啟動按鈕，洗車機開始往右移，噴水設備開始噴水，刷子開始洗刷。（2）洗車機右移到達右極限開關后，開始左移，噴水及刷子繼續工作。（3）洗車機左移到達極限位置后，開始右移，噴水機及刷子停止工作，清洗機設備開始動作噴灑清洗劑。

（4）洗車機右移到達極限位置，開始左移，繼續噴灑清潔劑。

（5）洗車機左移到達極限位置，開始右移，清潔劑停止噴灑，當洗車機往右移3s后停止，刷子開始洗刷。

（6）刷子洗刷5s停止，洗車機繼續右移3s，刷子又開始洗刷5s停止，洗車機繼續右移，到達右極限開關后停止，然后往左移。

（7）重復上面第6步，左移碰左極限開關停止。

（8）洗車機往右移，風機設備動作將車吹干，碰到右極限開關時，洗車機往左移，直到碰到左極限開關，重復2次動作。洗車整個過程完成。啟動燈熄滅。

（9）原點復位設計：

若洗車機正在動作時發生停電或故障，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、風扇及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。

設計流程圖如圖3.1。

啟動是否存在故障？NY停止啟動指示燈亮右極限？N復位Y洗車右移、噴水、刷子洗刷右極限？YN洗車左移、噴水、刷子洗刷左極限？YN洗車右移、噴灑清潔劑右極限？N

洗車左移、噴灑清潔劑N左極限？Y洗車右移？ 3s ？YN洗車停止右移、刷子洗刷N5s?YN右極限？Y洗車左移N3s？Y洗車停止左移、刷子洗刷5s？YN左極限？N

Y洗車右移、風機吹風N右極限？Y洗車左移、風機吹風左極限？YN吹風3次?NY洗車結束、指示燈滅

圖3.1 流程圖

3.2 PLC梯形圖

根據流程圖（圖3.1），我們在SIMATIC Manager編程軟件中，進行梯形圖的編程，具體程序如圖3.2所示。

圖3.2 梯形圖

3.3 仿真調試

由編程完成的梯形圖進行運行操作，我們可以得到程序仿真圖，模擬自動洗車機的運行過程。

點擊I0.0啟動按鈕，啟動后實現Q0.1右移，Q0.2噴水，Q0.3刷子動作，Q0.6啟動燈亮（運行過程中，啟動燈Q0.6一直亮）。

右移直至觸碰到I0.3右極限開關，此時運行Q0.0左移、Q0.2噴水、Q0.3刷子動作。

左移到觸碰左極限開關I0.2后，開始Q0.1右移、Q0.4清潔劑噴灑。

右移直至觸碰右極限開關I0.3，開始Q0.0左移、此時Q0.4清潔劑繼續噴灑。

左移直至觸碰左極限開關I0.2，停止噴灑清潔劑，Q0.3刷子開始動作。

Q0.1右移3s，Q0.3刷子動作5s停止再次右移，交替進行，直至再次右移至極限。

右移觸碰右極限開關I0.3，此時Q0.3刷子繼續動作。

Q0.0左移3s、Q0.3刷子動作5s停止再次左移，交替進行，直至左移至左極限。

左移觸碰左極限開關I0.2，此時刷子停止動作，實現Q0.1右移、Q0.5風機動作。

右移觸碰右極限開關I0.3，開始Q0.0左移，此時Q0.5風機繼續動作。

左右移動往返重復2次，Q0.5風機持續動作，Q0.6啟動燈一直亮。

動作2次后，直至再次觸碰到I0.2左極限開關，完成整個洗車過程，停止時Q0.6啟動燈滅，無電動機動作。

心得體會

經過小組4人的研究與討論，最終我們完成了基于西門子S7-300PLC的自動洗車機簡單設計。在本次設計中，我們先在書籍和網絡上調查了洗車機的背景和發展概況，對自動洗車機有了初步的了解，之后我們進行了硬件的電路圖繪制，對各個電機進行了保護。再根據繪制的總電路圖，選擇主要的硬件器件，主要包括熱繼電器和接觸器。之后是設計重點，相關于PLC的選擇和設計，我們選用了常見的西門子S7-300型號PLC，相對于三菱等牌子更加智能和優化，基于此PLC選擇，我們對洗車機的要素進行了I/O分配，然后繪制出I/O接線圖，完成了硬件設計。軟件設計是重點也是難點，我們先根據題目要求寫出工作流程圖，然后根據流程圖編程梯形圖，在編程的過程中，我們在左移、右移、風干和復位編程上面沒有遇到阻礙，但是在噴水、刷子工作和噴灑清潔劑上面遇到了問題，導致第一次沒能成功運行，最后經過咨詢老師和同學，我們又設計了計時器，然后重新編程了噴水、刷子工作和噴灑清潔劑，才得以成功運行，得到了最后的仿真模擬圖，完成了本文的設計。

在本次設計中，我不僅僅是鞏固實踐了PLC的學習內容，更是充分了解到了自己在PLC方面的不足，我在I/O接線圖和梯形圖編程上還有一些漏洞，比如不會設置時間和對程序重復設置的錯誤，在老師的耐心指導下，我改正并且牢牢記住了。感謝老師和同學的幫助，也感謝學校提供給我一個實踐編程的機會，相信在不久的將來，我會在PLC上更大的進步。

參考文獻

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第五篇：自動售貨機PLC控制系統背景概述

自動售貨機PLC控制系統背景概述

-----0920332--26

陳錦

自動售貨機是臺機電一體化的自動化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按 扭輸入信號使控制器啟動相關位置的機械裝置完成規定動作，將貨物輸出。

據說世界上最早的自動售貨機出現在公元前3世紀，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機。17世紀，英國的小酒吧里設有了香煙的自動售貨機。在自動售貨機歷史的長河中，日本開發出實用型的自動售貨機，那是在進入本世紀后的事。日本第一臺自動售貨機是1904年問世的“郵票明信片自動出售機”，它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機器。1925年美國研制出售香煙的自動售貨機，此后又出現了出售郵票、車票的各種現代自動售貨機。自動售貨機的真正普及是在第二次世界大戰以后。50年代，“噴水型果汁自動售貨機”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。后來，由于美國的飲料大公司進入日本市場，1962年，出現了以自動售貨機為主體的流通領域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進了自動售貨機產業的發展。20世紀70以來，出現了采用微型計算機控制的各種新型自動售貨機和利用信用卡代替錢幣并與計算機連接的更大規模的無人售貨系統在日本和歐美發展起來。

在日本，70％的罐裝飲料是通過自動售貨機售出的；全球著名飲料商可口可樂公司在全世界就布有50萬臺飲料自動售貨機。在日本全國各地，共設有550萬臺自動售貨機（據1998年的統計），銷售額達6兆8969億4887萬日元，為世界第一。在售貨機的顯示屏幕上進行操作，輸入商品號碼和購買數量，并投入錢幣后，商品就會從取貨口出來，甚至從食品自動售貨機上還能買到熱呼呼的面條和米飯團。雖然日本的自動售貨機總臺數低于美國（據1997年的統計為689萬臺），但是，從人口占有數來看卻是世界上最高的，美國平均三十五人占有一臺，而日本為二十三人占有一臺。在一些國家，自動售貨機的商品銷售額占全國零售業的六成以上，并以每年10%的速度遞增。

從1992年開始有部分來自日、韓等國引進的舊機器擺放國內市場，到自行研制和生產自動售貨機，我國各廠家、商家蹣跚起步，艱難創業，已為國內零售業開辟了一片新天地。1999年以后，它逐步進人中國市場。如今，在機場、地鐵、商場、公園等客流較大的場所，不難發現自動售貨機的身影。顧客只要投入5元、10元、20元的紙幣或硬幣，就可以方便地買到諸如飲料、口香糖等小商品。作為一種前衛的零售方式，自動售貨機受到了喜歡追逐時尚的年輕人的歡迎。中國自動售貨業的發展比較緩慢，國內市場由于僅僅屬于市場導入期，幾乎還談不上競爭之說，滿眼望去，幾乎到處都是未開墾的國內市場。目前，中國的自動售貨機擁有量約為4萬臺，相對于13億的人口，這個數字微不足道。即使是按現在中國城市人口3.9億人計算，平均每10000城市人口中才有一臺自動售貨機。

從自動售貨機的發展趨勢來看，它的出現是由于勞動密集型的產業構造向技術密集型社會轉變的產物。大量生產、大量消費以及消費模式和銷售環境的變化，要求出現新的流通渠道；而相對的超市、百貨購物中心等新的流通渠道的產生，人工費用也不斷上升；再加上場地的局限性以及購物的便利性等這些因素的制約，無人自動售貨機作為一種必須的機器便應運而生了。現在，自動售貨機產業正在走向信息化并進一步實現合理化。例如實行聯機方式，通過電話線路將自動售貨機內的庫存信息及時地傳送各營業點的電腦中，從而確保了商品的發送、補充以及商品選定的順利進行。并且，為防止地球暖化，自動售貨機的開發致力于能源的節省，節能型清涼飲料自動售貨機成為該行業的主流。在夏季電力消費高峰時，這種機型的自動售貨機即使在關掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動售貨機相比，它能夠節約10－15％的電力。進入21世紀時，自動售貨機也將進一步向節省資源和能源以及高功能化的方向發展。

現在還有些自動售貨機公司售賣的商品可根據擺放場所的需要量身定制，包括冷熱飲料、零食、電話卡及海外進口的特色商品等。更引人注目的是，透過這種智能售貨系統，存貨、銷售、物流信息可以準確及時反饋給客戶，此外，其還支持現金、銀行卡、儲值卡、代金卡等多種交易支付模式，從而使交易過程更加安全和便利，同時方便實現較大金額的支付和交易結算。這種新一代自動售貨機除了更方便售賣貨品之外，還被視為一種傳播廣泛的廣告媒介。除了機器機體本身可以成為廠商的平面廣告載體外，機器上所安裝的LCD顯示屏也可以播放動態廣告。

本系統也依然存在著一系列的問題，而且有很多是在實驗室很難發現的問題。盡管系統設計時，硬件設計和軟件設計上都采取了多種措施來提高容錯能力，但有時組態軟件和PLC也會發生一些連接和控制上無效的故障。

技術參數：貨道、容納數量、商品類型、制冷制熱功能（制冷劑）、識別幣種、找零幣種、耗電量、額定電壓（220V，50HZ）。