基于PLC的自動(dòng)洗車(chē)控制系統(tǒng)(DOC).doc

黑龍江工程學(xué)院目 錄第1章 引言1.1 設(shè)計(jì)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的目的和意義21.2 PLC控制汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容31.3 汽車(chē)自動(dòng)清洗實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)3第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)控制要求42.2 系統(tǒng)工藝流程42.3 確定設(shè)計(jì)方案5本章小結(jié)6第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 PLC選型及擴(kuò)展73.1.1 PLC型號(hào)的選擇73.1.2 PLC容量選擇73.1.3 I/O模塊的選擇83.1.4 PLC選擇93.1.5 I/O分配表93.1.6 擴(kuò)展模塊選型103.2 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制123.2.1 直流電動(dòng)機(jī)123.2.2 異步電動(dòng)機(jī)123.2.3 同步電動(dòng)機(jī)123.2.4 電機(jī)的選擇123.2.5 變頻器選型133.3 檢測(cè)元件選型143.4 低壓電器選型17 3.5 電源模塊的選擇193.6 人機(jī)接口設(shè)計(jì)19 3.6.1 人機(jī)接口的功能和類(lèi)型20本章小結(jié)21第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)224.1 控制程序流程圖224.2 控制程序設(shè)計(jì)234.3 顯示操作界面設(shè)計(jì)23本章小結(jié)24結(jié)束語(yǔ)25參考文獻(xiàn)26附 錄27附錄一 硬件原理圖27附錄二 PLC源程序28第1章 引言1.1 設(shè)計(jì)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的目的和意義 自從19世紀(jì)第一輛汽車(chē)誕生以來(lái)，汽車(chē)行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的的飛躍，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車(chē)的需求量也逐漸加大，隨之而來(lái)的便是汽車(chē)的保養(yǎng)，其中汽車(chē)的清洗便是不可缺少的內(nèi)容。目前，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對(duì)于當(dāng)今社會(huì)，高科技的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了各行各業(yè)的自動(dòng)化控制，但是在汽車(chē)清洗行業(yè)，大部分仍是靠人工來(lái)完成。傳統(tǒng)的洗車(chē)業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對(duì)汽車(chē)進(jìn)行沖洗，再在自然光及風(fēng)等自然條件下，讓清洗的汽車(chē)進(jìn)行自動(dòng)風(fēng)干。雖然可以達(dá)到清洗汽車(chē)的目的，但過(guò)分依賴于勞動(dòng)力，操作時(shí)間長(zhǎng)，洗車(chē)過(guò)程慢，并且浪費(fèi)了大量的水資源，經(jīng)濟(jì)性差，不適合和洗車(chē)業(yè)的發(fā)展需求。目前比較大型的汽車(chē)美容公司，雖然實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)的清洗、打蠟、噴漆等自動(dòng)化工程，但成本比較高，其自動(dòng)控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門(mén)的汽車(chē)清洗行業(yè)，因此，相對(duì)于中小型城市，汽車(chē)清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。如何?shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置，就成了汽車(chē)清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。因此，本次設(shè)計(jì)就是采用PLC控制，利用定時(shí)器，通過(guò)線路的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)及手動(dòng)清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車(chē)的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時(shí)它可以高效、準(zhǔn)確的完成洗車(chē)任務(wù)，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當(dāng)代建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需要。并且本次汽車(chē)清洗自動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適合不同場(chǎng)合的需求，尤其是中小型公司。本論文由汽車(chē)清洗裝置設(shè)計(jì)方案、PLC間的比較以及運(yùn)行程序等部分組成。市場(chǎng)上常見(jiàn)的汽車(chē)自動(dòng)清洗機(jī)簡(jiǎn)介它改變傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質(zhì)的清洗原理。采用高速氣流配合水硬霧沖洗的新技術(shù)（兩相流清洗）。水被微?；?，幾十倍提高水的利用率，達(dá)到節(jié)水90以上，并且集清洗、噴清潔劑、吹干等多功能于一身。小巧手持、隨意移動(dòng)，任何環(huán)境均可工作。最大限度的提高單位水量的利用率，并具備一定的沖力和溫度，極有效地清除和溶解車(chē)身及所有縫隙的灰塵和油污。（汽車(chē)的門(mén)邊、門(mén)縫、車(chē)牌、車(chē)頭發(fā)動(dòng)機(jī)組、人手難以觸及的溝、縫、細(xì)孔等。）用水量是水槍的二十分之一，耗能是它的一半，其他設(shè)備所無(wú)法比擬的是：徹底清洗細(xì)微之處；快速吹干功能；無(wú)水花飛濺；無(wú)滿地流水；(洗車(chē)后沒(méi)有污水橫流)。清洗車(chē)身；洗門(mén)縫、門(mén)邊、發(fā)動(dòng)機(jī)組，細(xì)微之處顯身手；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。1.2 PLC控制汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置設(shè)計(jì)內(nèi)容 可編程序控制器及備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC是一種用程序來(lái)改變控制能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境及設(shè)計(jì)資金等各個(gè)方面因素的考慮，本系統(tǒng)采用S7-200系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用可編程序控制器PLC控制汽車(chē)自動(dòng)清洗的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。通過(guò)PLC的選型和擴(kuò)展，電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制、檢測(cè)元件選型、低壓電器選型、電源設(shè)計(jì)完成燃油鍋爐的硬件設(shè)計(jì)部分。通過(guò)STEP_7軟件以及仿真軟件的模擬和調(diào)試完成汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的軟件設(shè)計(jì)。1.3 汽車(chē)自動(dòng)清洗實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 隨著著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人民生活水平的提高，近年來(lái)，私人小汽車(chē)逐年增多，城市中洗車(chē)難的矛盾越來(lái)越尖銳，尤其在大中城市更為突出。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車(chē)的數(shù)量也越來(lái)越多，洗車(chē)產(chǎn)業(yè)也越來(lái)越壯大，如何在眾多的從業(yè)者中脫穎而出，搶占先機(jī)應(yīng)用了PLC的汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置提升服務(wù)質(zhì)。它可以最大限度的節(jié)省洗車(chē)的人力物力，為社會(huì)空出大量勞動(dòng)力，提供客戶更加快捷的服務(wù)，在這個(gè)分秒必爭(zhēng)的時(shí)代無(wú)疑具有極其巨大的市場(chǎng)價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)它也節(jié)約更多的水資源，實(shí)現(xiàn)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需要。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了手工業(yè)向自動(dòng)化方向的轉(zhuǎn)變。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)控制要求 當(dāng)發(fā)出啟動(dòng)命令時(shí)，清洗機(jī)開(kāi)始工作，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)都打開(kāi)，汽車(chē)進(jìn)入洗刷范圍時(shí)，刷子接觸器開(kāi)啟，進(jìn)入刷洗程序。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到車(chē)子離開(kāi)時(shí)，清洗機(jī)接觸器、水閥門(mén)和刷子接觸器全關(guān)閉，停止刷洗，發(fā)出停機(jī)命令，結(jié)束刷洗。2.1系統(tǒng)示意圖2.2 系統(tǒng)工藝流程 我們通過(guò)以上的分析可以知道，先由人來(lái)發(fā)出啟動(dòng)命令，自動(dòng)開(kāi)啟清洗接觸器和水閥門(mén)；傳感器檢測(cè)到汽車(chē)進(jìn)入清洗范圍時(shí)，刷子接觸器打開(kāi)靠近汽車(chē)進(jìn)行清洗；傳感器檢測(cè)到汽車(chē)離開(kāi)清洗范圍時(shí)，刷子接觸器停止刷洗；最后我們發(fā)出停止命令，清洗雞接觸器和水閥門(mén)停止和關(guān)閉。由此，我們?cè)O(shè)計(jì)出自動(dòng)洗車(chē)機(jī)的工藝流程圖如下：開(kāi)始分析控制要求確定用戶I/O設(shè)置PLC硬件系統(tǒng)分配I/O繪制流程圖設(shè)計(jì)安裝控制柜設(shè)計(jì)梯形圖圖程序輸入PLC軟件測(cè)試圖測(cè)試正常修改程序現(xiàn)場(chǎng)施工連線整體測(cè)試滿足要求編程技術(shù)文件交付使用否否是否是圖2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝流程圖2.3 確定設(shè)計(jì)方案 動(dòng)作要求 1）、當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，即清洗機(jī)開(kāi)始移動(dòng)，同時(shí)打開(kāi)噴淋閥門(mén)。 2）、當(dāng)檢測(cè)到進(jìn)入刷洗距離時(shí)，啟動(dòng)刷子電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行刷洗，離開(kāi)汽車(chē)則停止刷車(chē)；同時(shí)清洗機(jī)停止移動(dòng)并關(guān)閉噴淋閥門(mén)，洗刷結(jié)束。 汽車(chē)清洗過(guò)程可分為四步，系統(tǒng)輸入信號(hào)有啟動(dòng)命令、停止命令、車(chē)輛檢測(cè)三個(gè)。輸出控制清洗機(jī)移動(dòng)、噴淋閥門(mén)、電動(dòng)刷三個(gè)輸出信號(hào)。 汽車(chē)清洗機(jī)上有啟動(dòng)按鈕和一個(gè)車(chē)輛檢測(cè)器，當(dāng)按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，洗車(chē)機(jī)開(kāi)始工作，清洗接觸器和水門(mén)閥接通，當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車(chē)輛進(jìn)來(lái)且清洗機(jī)和車(chē)輛到位后，刷子接觸器接通，刷洗開(kāi)始，當(dāng)刷洗機(jī)開(kāi)始后2分鐘車(chē)輛離開(kāi)后，刷洗機(jī)停止刷洗，刷子接觸器關(guān)閉，按下停機(jī)開(kāi)關(guān)后，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)關(guān)閉，清洗結(jié)束。 用V4.0 STEP 7 Micro WIN SP4軟件編制PLC控制程序，并將程序?qū)懭氲絇LC，通過(guò)PLC控制實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置工作過(guò)程的自動(dòng)控制。2.3系統(tǒng)總體框圖本章小結(jié) 本章主要介紹了PLC控制的汽車(chē)清洗裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)工作流程及設(shè)計(jì)方案，同時(shí)給出了系統(tǒng)示意圖，工作流程圖，系統(tǒng)框圖，是我們能夠直觀的了解汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的工作方式，也了解了PLC在自動(dòng)化控制方面的優(yōu)勢(shì)和功能。第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC選型及擴(kuò)展3.1.1 PLC型號(hào)的選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮因素如下：1、 結(jié)構(gòu)合理對(duì)于工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件好、維修量較小的場(chǎng)合，選用單元式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC。2、 功能強(qiáng)弱適當(dāng)對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC。如西門(mén)子公司的S7-200系列機(jī)。 對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬控制的工程項(xiàng)目，可選用含有A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和含有D/A轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，以及具有加減乘除運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔PLC。 對(duì)于控制比較復(fù)雜、控制功能要求較高的工程項(xiàng)目，如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜的程度，選用中擋或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)和整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。 當(dāng)系統(tǒng)的各個(gè)控制對(duì)象分布在不同地域時(shí)，應(yīng)根據(jù)各部分的具體要求來(lái)選擇PLC，以組成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。3、 機(jī)型統(tǒng)一選用PLC時(shí)，盡量要做到機(jī)型統(tǒng)一。由于同一機(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，以便備件的采購(gòu)和管理；另外，功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)人員的培訓(xùn)；其外部設(shè)備通用也有利于資源共享。若配備了上位計(jì)算機(jī)，可把各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布控制系統(tǒng)，相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。3.1.2 PLC容量選擇PLC容量包括兩個(gè)方面：一是I/O點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)器的容量（字?jǐn)?shù)）。1、I/O點(diǎn)數(shù)是基礎(chǔ)I/O點(diǎn)數(shù)可以衡量PLC規(guī)模的大小。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)被控制對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總數(shù)并考慮今后調(diào)整和擴(kuò)充，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上10%-20%的備用量。多數(shù)小型PLC為單元式，具有體積小，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，適于工藝過(guò)程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC采用主機(jī)模塊與輸入模塊、功能模塊組合使用的方法，比單元式方便靈活，維修更快模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多，控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。2、用戶存儲(chǔ)器容量的估算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲(chǔ)容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的10%-25%考慮裕量。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此，在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)I/O點(diǎn)及有關(guān)功能器件占用的內(nèi)存大致如下：開(kāi)關(guān)量輸入所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù) = 輸入點(diǎn)數(shù)10開(kāi)關(guān)量輸出所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù) = 輸出點(diǎn)數(shù)8定時(shí)器/計(jì)數(shù)器所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù) = 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2模擬所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù) = 模擬量通道數(shù)100通信接口所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù) = 接口個(gè)數(shù)300根據(jù)存儲(chǔ)器的總字?jǐn)?shù)再加上一個(gè)裕量。3.1.3 I/O模塊的選擇PLC是一種控制系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，它的工業(yè)環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。PLC與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)I/O接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)I/O接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)控制器有通過(guò)I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程中的信號(hào)電平各種各樣，各種機(jī)構(gòu)所需的信息電平也不相同，而PLC的CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口模塊還需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。PLC從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需要經(jīng)過(guò)一定距離。為了確保這些信息的正確無(wú)誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要，PLC相應(yīng)有許多種I/O接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。3.1.4 PLC選擇德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。 S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。 經(jīng)過(guò)對(duì)幾家公司生產(chǎn)的PLC要從應(yīng)用、價(jià)格、可靠性和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況考慮等各個(gè)方面因素的考慮，依據(jù)本設(shè)計(jì)需要4輸入口，4輸出口，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門(mén)子生產(chǎn)的S7-200系列可編程控制器，CPU主機(jī)選用CPU224，模擬量輸入模塊選用EM235，S7-200PLC系統(tǒng)時(shí)緊湊型可編程控制器。系統(tǒng)的硬件構(gòu)架由系統(tǒng)的CPU模塊和豐富的擴(kuò)展模塊組成。他能夠滿足各種設(shè)備的自動(dòng)化控制需求。S7-200還具有功能強(qiáng)大的指令集、豐富強(qiáng)大的通信指令功能、編程軟件的易用性 通常PLC的輸入類(lèi)型可以是直流、交流或交直流，使用最多的是直流信號(hào)輸入PLC。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC自身的電源提供。表3.1 S7-22*系列CPU的基本配置特 性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226數(shù)字量I/O數(shù)量6/48/614/1014/1024/16模擬量I/O數(shù)量0002/10允許擴(kuò)展模塊數(shù)量 0 27 77程序空間（B）20482048409661444096數(shù)據(jù)空間102410242560 512025603.1.5 I/O分配表表3.2 模擬量輸入輸出信號(hào)代碼和地址編號(hào)表名稱符號(hào)地址啟動(dòng)按鈕SF1I0.0停止按鈕SF2I0.1檢測(cè)到來(lái)STI0.2檢測(cè)離開(kāi)STI0.3水閥YVQ0.0刷子QA2QA4Q0.1 Q0.7 Q1.0清洗機(jī)接觸器QA6Q0.2啟動(dòng)燈PG1Q0.3清洗燈PG2Q0.4停止燈PG3Q0.6增壓泵QA5Q0.5表3.3 輸入輸出信號(hào)代碼和地址編號(hào)序號(hào)功能信號(hào)AIW0壓力傳感器1的輸入AQW0給變頻器信號(hào)3.1.6 擴(kuò)展模塊選型系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-200模擬量編程。EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。本次設(shè)計(jì)選擇常用的EM235作為擴(kuò)展模塊。圖3.1CPU及擴(kuò)展模塊表3.4EM235參數(shù)模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）010V 05V 01V 0500mV 0100mV 050mV 電壓（雙極性）10V 5V 2.5V 1V 500mV 250mV 100mV 50mV 25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式雙極性 全量程范圍-32000+32000單極性 全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出 10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000+32000電流032000分辨率電流電壓12位電流11位3.2 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制3.2.1 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是依靠直流工作電壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、電動(dòng)剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、玩具等。直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，所以目前直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。3.2.2 異步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣，在不致引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)設(shè)備、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機(jī)械以及家用電器和醫(yī)療器械等。3.2.3 同步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)主要用于大型機(jī)械，如鼓風(fēng)機(jī)、水泵、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)以及小型、微型儀器設(shè)設(shè)備或者充當(dāng)控制元件。其中三相同步電動(dòng)機(jī)是其主體。此外，還可以當(dāng)調(diào)相機(jī)使用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無(wú)功功率。3.2.4 電機(jī)的選擇經(jīng)過(guò)對(duì)幾種電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用、價(jià)格、可靠性、轉(zhuǎn)速和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況考慮等各個(gè)方面因素的考慮，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選異步電動(dòng)機(jī)SKK中型A型。表3.5電機(jī)參數(shù)型號(hào)功率（KW）馬力（hp）電流（A）轉(zhuǎn)速（rmin）效率(%)堵轉(zhuǎn)電 流額定電流(A)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩額定轉(zhuǎn) 矩重量（kg）功率因數(shù)SKK-a111015.41440857.02.2960.85水泵參數(shù)根據(jù)如下條件確定：a、沖車(chē)時(shí)電機(jī)頻繁啟停，根據(jù)電氣要求，電機(jī)功率不大于5KW，否則影響電機(jī)使用壽命；b、水泵與用水點(diǎn)在同一平面，電機(jī)功率5KW左右的水泵揚(yáng)程在2030m之間，流量不超過(guò)60m3/h；因沖洗流量需90100m3/h，單臺(tái)水泵運(yùn)行不能滿足沖洗流量的需要，設(shè)計(jì)正常使用時(shí)兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行，以滿足流量的需要；沖洗量不大時(shí)，可運(yùn)行單臺(tái)水泵沖洗。根據(jù)上述要求，水泵的參數(shù)確定為：表3.6水泵參數(shù)流 量揚(yáng) 程電機(jī)功率汽蝕余量進(jìn)/出口管徑50m3/h20m5.5KW2m100/65mm3.2.5 變頻器選型在電動(dòng)機(jī)的各種調(diào)速方式中，變頻調(diào)速傳動(dòng)占有極其重要的地位，有強(qiáng)大的生命力。這類(lèi)傳動(dòng)系統(tǒng)功率有回路簡(jiǎn)單、功率因數(shù)高、輸出諧波小、啟動(dòng)平穩(wěn)、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。變頻器大多運(yùn)行在惡劣的電磁環(huán)境，且作為電力電子設(shè)備，內(nèi)部由電子元件、微處理芯片等組成，會(huì)受到外界的電磁干擾。另外，變頻器的輸入和輸出側(cè)的電壓、電流含有高次諧波。當(dāng)變頻器運(yùn)行時(shí)，既要防止外界的電磁干擾又要防止變頻器干擾外界其他設(shè)備，即所謂的電磁兼容性。在選擇變頻器時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器。選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加10而溫升會(huì)增加20左右。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過(guò)高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。本設(shè)計(jì)選用的變頻器為西門(mén)子MM440。MM440是一種集多種功能于一體的變頻器，其恒定轉(zhuǎn)矩控制方式的額定功率范圍為120KW-200KW，可變轉(zhuǎn)矩控制方式的額定功率可達(dá)250KW，它適用于電動(dòng)機(jī)需要調(diào)速的各種場(chǎng)合?？赏ㄟ^(guò)數(shù)字操作面板或通過(guò)遠(yuǎn)程操作器方式修改其內(nèi)置參數(shù)，即可滿足各種調(diào)速場(chǎng)合的要求。圖3.2電機(jī)主線路圖3.3 檢測(cè)元件選型 現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問(wèn)題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。1)根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)型要進(jìn)行個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是測(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大小;被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求;測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式;信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量;傳感器的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問(wèn)題之后就能確定選用何種類(lèi)型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。2)靈敏度的選擇通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其他方向靈敏度小的傳感器;如果被測(cè)量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。3)頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過(guò)火的誤差4)線性范圍傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類(lèi)確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便。5)穩(wěn)定性傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過(guò)使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。6)精度精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過(guò)高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。光電傳感器分類(lèi)：一：常用光電傳感器分類(lèi)方法：1. 標(biāo)準(zhǔn)光電傳感器1)漫反射型：一般型或能量型 (-8)，聚焦式 (-8-H)，帶背景抑制功能型 (-8-H)，帶背景分析功能型 (-8-HW)2)反光板反射式光電開(kāi)關(guān)/光電傳感器：一般型 (-6)，帶偏振濾波功能型 (-54, -55)，帶透明體檢測(cè)功能型 (-54-G)，帶前景抑制功能型 (-54-V) 把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開(kāi)關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到;一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。3)對(duì)射式光電開(kāi)光/光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開(kāi)關(guān)就稱為以射分離式光電開(kāi)光，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。2. 安全光電傳感器1)安全對(duì)射光電2)安全光柵3)安全光幕4)安全控制器3. 門(mén)控光電傳感器1)雷達(dá)傳感器：區(qū)域檢測(cè)型2)主動(dòng)式傳感器：?jiǎn)喂馐?，多光束型，區(qū)域檢測(cè)型3)被動(dòng)式傳感器：區(qū)域檢測(cè)型4)電梯光幕5)通用光電：槽形，對(duì)射型等3.4 低壓電器選型 電器是接通和斷開(kāi)電路或調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)電路及電氣設(shè)備用的電工器具。完成由控制電器組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱為繼電器接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱電器控制系統(tǒng)。 一、接觸器的選用 交流接觸器的選用，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的類(lèi)型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟： 1選擇接觸器的類(lèi)型 交流接觸器按負(fù)荷種類(lèi)一般分為一類(lèi)、二類(lèi)、三類(lèi)和四類(lèi)，分別記為AC1 、AC2 、AC3和AC4 。一類(lèi)交流接觸器對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象是無(wú)感或微感負(fù)荷，如白熾燈、電阻爐等；二類(lèi)交流接觸器用于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止；三類(lèi)交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)啵凰念?lèi)交流接觸器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。 2選擇接觸器的額定參數(shù) 根據(jù)被控對(duì)象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù)。 1）接觸器的線圈電壓，一般應(yīng)低一些為好，這樣對(duì)接觸器的絕緣要求可以降低，使用時(shí)也較安全。但為了方便和減少設(shè)備，常按實(shí)際電網(wǎng)電壓選取。 2）電動(dòng)機(jī)的操作頻率不高，如壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、沖床等，接觸器額定電流大于負(fù)荷額定電流即可。接觸器類(lèi)型可選用CJl0、CJ20等。 3）對(duì)重任務(wù)型電機(jī)，如機(jī)床主電機(jī)、升降設(shè)備、絞盤(pán)、破碎機(jī)等，其平均操作頻率超過(guò)100次min，運(yùn)行于起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反向制動(dòng)、反接制動(dòng)等狀態(tài)，可選用CJl0Z、CJl2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時(shí)，接觸器額定電流大于電機(jī)額定電流。 4）對(duì)特重任務(wù)電機(jī)，如印刷機(jī)、鏜床等，操作頻率很高，可達(dá)60012000次h，經(jīng)常運(yùn)行于起動(dòng)、反接制動(dòng)、反向等狀態(tài)，接觸器大致可按電壽命及起動(dòng)電流選用，接觸器型號(hào)選CJl0Z、CJl2等。 5）交流回路中的電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切除時(shí)，接觸器選擇應(yīng)考慮電容器的合閘沖擊電流。一般地，接觸器的額定電流可按電容器的額定電流的1.5倍選取，型號(hào)選CJ10、CJ20等。 6）用接觸器對(duì)變壓器進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)考慮浪涌電流的大小。例如交流電弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)等，一般可按變壓器額定電流的2倍選取接觸器，型號(hào)選CJl0、CJ20等。 7）對(duì)于電熱設(shè)備，如電阻爐、電熱器等，負(fù)荷的冷態(tài)電阻較小，因此起動(dòng)電流相應(yīng)要大一些。選用接觸器時(shí)可不用考慮(起動(dòng)電流)，直接按負(fù)荷額定電流選取。型號(hào)可選用CJl0、CJ20等。 8）由于氣體放電燈起動(dòng)電流大、起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于照明設(shè)備的控制，可按額定電流1.11.4倍選取交流接觸器，型號(hào)可選CJl0、CJ20等。 9）接觸器額定電流是指接觸器在長(zhǎng)期工作下的最大允許電流，持續(xù)時(shí)間8h，且安裝于敞開(kāi)的控制板上，如果冷卻條件較差，選用接觸器時(shí)，接觸器的額定電流按負(fù)荷額定電流的110%120%選取。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作的電機(jī)，由于其氧化膜沒(méi)有機(jī)會(huì)得到清除，使接觸電阻增大，導(dǎo)致觸點(diǎn)發(fā)熱超過(guò)允許溫升。實(shí)際選用時(shí)，可將接觸器的額定電流減小30%使用。 （2）斷路器選型低壓斷路器也稱作自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān)，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的開(kāi)關(guān)電器和保護(hù)電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，還能對(duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過(guò)載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，也可以用于不頻繁地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。據(jù)選型原則，選用正泰系列斷路器，型號(hào)為DZ47 3P 16A，額定工作電壓AC380V，額定工作電流16A。 （3）熔斷器選型熔斷器基于電流熱效應(yīng)原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設(shè)計(jì)，具有一定的瞬時(shí)動(dòng)作性，用于電路的短路保護(hù)和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。使用時(shí)串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔斷器中的熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐罚鸬奖Ｗo(hù)作用。根據(jù)負(fù)載類(lèi)型，選用型號(hào)為RT18-40和RM1D-60，額定電壓380V。表3.7元件表代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量MA1三相異步電動(dòng)機(jī)DN100380V，1.5kw，1400r/min，3.7A1MA2MA4三相異步電動(dòng)機(jī)380V，1.5kw，1400r/min，3.7A3FA1熔斷器RT18-40380V，5A4FA2熔斷器RM1D-60380V，16A4壓力傳感器MPX599901000kpa1ST1ST2行程開(kāi)關(guān)LJ18A3-8-J220V, 0.5A2QA0低壓斷路器DZ47 3P 16A380V，16A23.5 電源模塊的選擇電源模塊的選擇一般只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、I/O模塊、專用模塊等消耗電流總和。選擇電源模塊一般規(guī)則如下。（1） 確定電源的輸入電壓。（2） 將框架中每快I/O模塊所需的總電流相加，計(jì)算出I/O模塊所需的總電流值。（3） I/O模塊所需的總電流值再加上以下各電流。 框架中帶有處理器時(shí)，則加上處理器的最大電流值。 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地I/O適配器模塊時(shí)，應(yīng)加上其最大電流值。 （4）如果框架中留有空槽用于將來(lái)擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理： 列出將來(lái)要擴(kuò)展的I/O模塊所需的電流。 將所有擴(kuò)展的I/O模塊的總電流值與步驟。 （5）在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。 （6）根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總電流值，從用戶手冊(cè)中選擇合適的電源模塊。 每個(gè)S7-200 CPU模塊均提供一個(gè)24V直流傳感器電源和一個(gè)5V直流電源。24V直流傳感器電源可以作為CPU主機(jī)、數(shù)字量擴(kuò)展模塊的輸入、模擬量擴(kuò)展模塊的供電電源以及外部傳感器電源使用。如果容量不能滿足所有需求，則必須增加外部24V直流電源。此時(shí)外部直流電源不能與模塊的傳感器電源并聯(lián)使用，以防止兩個(gè)電源電位的不平衡造成對(duì)電源的破壞；但為了加強(qiáng)電子噪聲保護(hù)，這兩個(gè)電源的公共端(M)應(yīng)該連在一起。當(dāng)S7-200 CPU與擴(kuò)展模塊連接時(shí)，CPU模塊為擴(kuò)展模塊提供5V直流電源。3.6 人機(jī)接口設(shè)計(jì) 人機(jī)接口技術(shù)的主要功能是顯示并記錄來(lái)自計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)程參數(shù)，將過(guò)程參數(shù)集中起來(lái)，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)男畔⑻幚砗筒僮鞯募谢?。為了便于過(guò)程的全面協(xié)調(diào)和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)過(guò)程控制狀態(tài)、參數(shù)的顯示、報(bào)警、記錄和操作。具體內(nèi)容包括顯示設(shè)備、鍵盤(pán)、打印輸出設(shè)備等。3.6.1 人機(jī)接口的功能和類(lèi)型 計(jì)算機(jī)控制中,人對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的了解、掌握和指揮依賴于人機(jī)通道中數(shù)據(jù)的傳遞，這里包括人對(duì)系統(tǒng)的了解和干預(yù)、控制參數(shù)的輸入、系統(tǒng)狀態(tài)的打印匯報(bào)等等內(nèi)容。人機(jī)交互通道的特點(diǎn)：人機(jī)交互式通道的任務(wù)就是要建立應(yīng)用系統(tǒng)與人之間的信息傳遞渠道，不同的測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)自身的特點(diǎn)和性質(zhì)來(lái)建立這條信息渠道?？偨Y(jié)各種渠道的特點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，人機(jī)交互通道具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：直觀性：目前在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，廣泛采用人性化的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，這一技術(shù)利益于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是仿真技術(shù)、組態(tài)軟件的應(yīng)用改變了以前實(shí)物操作界面的概念。操作人員可以利用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)輕松實(shí)現(xiàn)控制。專用性：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的配置要按照測(cè)控系統(tǒng)的功能要求設(shè)計(jì)，不同的系統(tǒng)要求各不相同。通用性：人機(jī)交互系統(tǒng)的很多電路為數(shù)字電路，許多外部設(shè)備也是具有標(biāo)準(zhǔn)的接口控制和通信要求，所以可以采用通用的接口集成芯片設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)和使用都非常方便。顯示器原理及接口技術(shù)可編程邏輯控制器與文本顯示的配套接使用在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代PLC已經(jīng)具有強(qiáng)大的通訊能力，可以實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與其他智能控制設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)通訊。TD200就屬于一種智能設(shè)備，它外觀簡(jiǎn)潔美觀，小巧精致，通常用在環(huán)保、制冷、空調(diào)、工業(yè)控制及自動(dòng)控制的其他領(lǐng)域。它具有價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便、界面友好和兼容性好的特點(diǎn)，利用其自身所帶的F1到F8八個(gè)按鍵和SHIFT+F1到SHIFT+F8八個(gè)組合按鍵,以及ESC,ENTER,等按鍵，在控制系統(tǒng)應(yīng)用中大大減少了控制柜操作面板的按鈕，也避免了使用價(jià)格比較昂貴的觸摸屏，在適應(yīng)各種控制要求時(shí)極其靈活。因此，TD200深受廣大中小企業(yè)青睞。TD200還具有以下功能和特點(diǎn)： 1 讀取并顯示PLC CPU的信息；2 提供為具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘的CPU設(shè)置時(shí)間和日期的功能； 3 可以改變程序變量，強(qiáng)制和取消強(qiáng)制I/O點(diǎn)的能力； 4 可以單獨(dú)供電，也可以由PLC CPU通過(guò)TD/CPU電纜供電。如果采用外部電源，必須使用DC 24V的電源； 5 TD200通過(guò)TD/CPU電纜與CPU通信，可以進(jìn)行一對(duì)一配置和多個(gè)CPU 配置。圖3.3 TD200本章小結(jié)本章主要介紹了PLC型號(hào)容量一些相關(guān)的知識(shí)以及德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC和怎樣根據(jù)自己的設(shè)計(jì)選用PLC和擴(kuò)張模塊EM235以及所用PLC的I/O分配表。本章還介紹了我們常用的電機(jī)的類(lèi)型及設(shè)計(jì)所使用電機(jī)的型號(hào)和參數(shù)。并且繪制出電機(jī)主線路圖。還介紹了傳感器，低壓電器，線路所用電源，傳感器主要介紹了光電傳感器的類(lèi)型及應(yīng)用。低壓電器主要是接觸器，斷路器和熔斷器。使我們完成PLC控制的汽車(chē)清洗裝置設(shè)計(jì)的同時(shí)還學(xué)習(xí)低壓電器，傳感器等和電氣工程相關(guān)的知識(shí)，使我受益匪淺。第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 控制程序流程圖圖4.1控制程序流程圖4.2 控制程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)作為PLC控制系統(tǒng)重要的組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。編寫(xiě)程序的方法很多，常用的有圖解法編程、經(jīng)驗(yàn)法編程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程20。在本設(shè)計(jì)中采用的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò)PLC編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、編程、仿真和在線調(diào)試等。 用STEP7-Micro/WIN V4.0將程序編輯好后，編譯導(dǎo)出，用S7-200仿真軟件進(jìn)行模擬調(diào)試。首先在S7-200仿真軟件中配置設(shè)計(jì)中所用的各種模塊，然后將程序載入，切換到運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)試。 經(jīng)過(guò)對(duì)控制過(guò)程和要求的詳細(xì)分析，我明確了具體的控制任務(wù)是在啟動(dòng)命令下，汽車(chē)進(jìn)入則可以進(jìn)行自動(dòng)刷洗，汽車(chē)離開(kāi)則可以自動(dòng)停止刷洗。確定了要完成的動(dòng)作后，再確定動(dòng)作的順序：有啟動(dòng)一個(gè)輸入點(diǎn)和停止一個(gè)輸入點(diǎn)。按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)，接著傳感器檢測(cè)汽車(chē)是否進(jìn)入清洗范圍，進(jìn)入則開(kāi)始刷洗；汽車(chē)離開(kāi)則停止刷洗，按下停止命令則清洗結(jié)束。 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SF1時(shí)輸入點(diǎn)I0.0接通，QO.3接通，傳感器檢測(cè)車(chē)輛進(jìn)入IO.2接通，開(kāi)始延時(shí)，進(jìn)而輸出點(diǎn)Q0.2和Q0.40接通，清洗機(jī)和水閥門(mén)打開(kāi)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到汽車(chē)進(jìn)入清洗距離時(shí)，刷子接觸器開(kāi)始工作，進(jìn)行刷洗。當(dāng)汽車(chē)離開(kāi)，清洗結(jié)束，T38工作使刷子接觸器