基于S7-300PLC的洗車控制系統(tǒng)設計終版

1、-. z. - - . -可修- .*工業(yè)大學電氣控制與PLC技術課程設計論文題目：基于S7-300PLC的洗車控制系統(tǒng)設計院系：電氣工程學院專業(yè)班級： * *： * 學生： * 指導教師：簽字起止時間： 2016.7.4-2016.7.15 -. z.課程設計論文任務及評語院系：電氣工程學院教研室：自動化*學生專業(yè)班級課程設計論文題目基于S7-300PLC的洗車控制系統(tǒng)設計課程設計論文任務課題完成的設計任務及功能、要求、技術參數(shù)實現(xiàn)功能洗車廠有兩個洗車車間，由一臺S7-300 PLC控制。每個車間的洗車過程分為三道工藝：泡沫清洗、清水沖洗和風干。系統(tǒng)設置自動和手動兩種控制方式。出現(xiàn)異常狀態(tài)時

2、系統(tǒng)可報警顯示。設計任務及要求1. 分析系統(tǒng)的工藝要求，確定系統(tǒng)設計方案；2. 完成系統(tǒng)的硬件組態(tài)以及PLC、電源、輸入和輸出模塊、電機等關鍵器件的選型；3. 編寫整個系統(tǒng)的符號表，繪制PLC外部接線圖；4. 規(guī)劃程序構(gòu)造，繪制程序流程圖；5. 編寫并調(diào)試程序。編寫FC1和FC2，分別實現(xiàn)自動、手動兩種控制方式；編寫暖啟動組織塊OB100，實現(xiàn)初始化功能；編寫主程序OB1。程序在PLCSIM中仿真調(diào)試或者在實驗室調(diào)試運行。6. 按學校規(guī)定的書寫格式，撰寫、打印設計說明書一份；設計說明書應在4000字以上。要求認真獨立完成所規(guī)定的全部容；所設計的容要求正確、合理。技術參數(shù)1. 泡沫清洗、清水沖洗

3、和風干的時間分別為10、20、8s；2. 清洗、清水沖洗和風干電機分別為1kW、2 kW 、1.5kW。進度方案1. 布置任務，查閱資料，確定系統(tǒng)的方案2天2. 完成硬件設計，包括主要元器件選型、硬件組態(tài)、硬件電路圖2天3. 規(guī)劃程序構(gòu)造，編寫系統(tǒng)程序3天4. 模擬仿真，或?qū)嶒炇艺{(diào)試程序1天5. 撰寫、打印設計說明書1天6. 驗收及辯論。1天指導教師評語及成績平時：論文質(zhì)量：辯論：總成績：指導教師簽字：年月日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 辯論20% 以百分制計算摘要隨著時代的開展，人們生活水平的提高，汽車的數(shù)量也越來越多，洗車行業(yè)也越來越壯大，應用PLC的洗車控制系統(tǒng)可以提升效勞質(zhì)量，

4、可以最大限度的節(jié)省洗車的人力物力，同時也實現(xiàn)了手工業(yè)向自動化方向的轉(zhuǎn)變。本設計以西門子S7-300為控制核心，設計了一個可以控制兩個洗車車間的自動洗車控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由電機、傳感器、接觸器、按鈕等部件組成。完成了系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。硬件設計包括所有元器件的選型和電路設計。軟件設計包括控制自動洗車過程的程序和手動控制洗車的程序。最后，為了驗證設計的正確性與合理性，程序在實驗室模擬調(diào)試運行?；赑LC控制的洗車控制系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強、適用性強、維護方便改造方便等優(yōu)點。可以提高了洗車的控制水平，提高生產(chǎn)力。關鍵詞：洗車；西門子；S7-300；自動化目錄 TOC o 1-3 f h z

5、 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc456168034第1章緒論 PAGEREF _Toc456168034 h 2HYPERLINK l _Toc456168035第2章課程設計的方案 PAGEREF _Toc456168035 h 2HYPERLINK l _Toc4561680362.1概述 PAGEREF _Toc456168036 h 2HYPERLINK l _Toc4561680372.2系統(tǒng)工藝流程 PAGEREF _Toc456168037 h 2HYPERLINK l _Toc4561680382.3系統(tǒng)組成總體構(gòu)造 PAGEREF _Toc4

6、56168038 h 2HYPERLINK l _Toc456168039第3章硬件設計 PAGEREF _Toc456168039 h 2HYPERLINK l _Toc4561680403.1 PLC的選型 PAGEREF _Toc456168040 h 2HYPERLINK l _Toc4561680413.2電機的選型 PAGEREF _Toc456168041 h 2HYPERLINK l _Toc4561680423.3檢測傳感器的選型 PAGEREF _Toc456168042 h 2HYPERLINK l _Toc4561680433.4聲光報警器的選型 PAGEREF _To

7、c456168043 h 2HYPERLINK l _Toc4561680443.5繼電器的選型 PAGEREF _Toc456168044 h 2HYPERLINK l _Toc4561680453.6開關和按鈕的選型 PAGEREF _Toc456168045 h 2HYPERLINK l _Toc4561680463.7 I/O地址分配表 PAGEREF _Toc456168046 h 2HYPERLINK l _Toc4561680473.8外部接線圖 PAGEREF _Toc456168047 h 2HYPERLINK l _Toc456168048第4章軟件設計 PAGEREF _

8、Toc456168048 h 2HYPERLINK l _Toc4561680494.1編程軟件介紹 PAGEREF _Toc456168049 h 2HYPERLINK l _Toc4561680504.2硬件組態(tài) PAGEREF _Toc456168050 h 2HYPERLINK l _Toc4561680514.3程序流程圖 PAGEREF _Toc456168051 h 2HYPERLINK l _Toc4561680524.4程序初始化 PAGEREF _Toc456168052 h 2HYPERLINK l _Toc4561680534.5主程序 PAGEREF _Toc4561

9、68053 h 2HYPERLINK l _Toc4561680544.6手動模式子程序 PAGEREF _Toc456168054 h 2HYPERLINK l _Toc4561680554.7自動模式子程序 PAGEREF _Toc456168055 h 2HYPERLINK l _Toc456168056第5章系統(tǒng)調(diào)試與分析 PAGEREF _Toc456168056 h 2HYPERLINK l _Toc4561680575.1仿真調(diào)試軟件介紹 PAGEREF _Toc456168057 h 2HYPERLINK l _Toc4561680585.2系統(tǒng)仿真調(diào)試 PAGEREF _To

10、c456168058 h 2HYPERLINK l _Toc456168059第6章課程設計總結(jié) PAGEREF _Toc456168059 h 2HYPERLINK l _Toc456168060參考文獻 PAGEREF _Toc456168060 h 2-. z.緒論自從19世紀第一輛汽車誕生以來，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術的開展有了質(zhì)的飛躍，隨著時代的開展，人們生活水平的提高，人們對汽車的需求量也逐漸加大，隨之而來的便是汽車的保養(yǎng)，其中汽車的清洗便是不可缺少的容。目前，國的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對于當今社會，高科技的開展實現(xiàn)了各行各業(yè)的自動化控制，但是在汽車清洗行業(yè)，大局部仍是靠人工來

11、完成。傳統(tǒng)的洗車業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對汽車進展涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對汽車進展沖洗，再在自然光及風等自然條件下，讓清洗的汽車進展自動風干。雖然可以到達清洗汽車的目的，但過分依賴于勞動力，操作時間長，洗車過程慢，并且浪費了大量的水資源，經(jīng)濟性差，不適合洗車業(yè)的開展需求。目前比較大型的汽車美容公司，雖然實現(xiàn)了汽車的清洗、打蠟、噴漆等自動化工程，但本錢比較高，其自動控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門的汽車清洗行業(yè)，因此，相對于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的開展?jié)摿?。如何實現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車自動清洗裝置，就成了汽車清洗行業(yè)開展的必然要求。在當前中國洗車市場領域

12、，存在著人工洗車，半自動洗車，全自動洗車等三種主要方式洗車的應用。人工洗車方式的主要優(yōu)點在于資金投資少，洗車管理較方便，洗車質(zhì)量最優(yōu)質(zhì)。但其缺點也極其突出，主要在于較浪費水資源，浪費人力以及人工難管理。半自動洗車方式的優(yōu)點在資金投入比全自動洗車機廉價，但是不可防止的暴露了不能較好的節(jié)省水電，也不能較好的節(jié)省人力，并且由電腦程序控制流程，洗車效率較高，節(jié)約水資源。但資金投入較大，后期維護較為麻煩。由于全自動洗車方式具有洗車質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，洗車效率高等巨大優(yōu)勢，故廣受用戶歡送。歐美興旺國家早已普及這種全自動洗車方式，正是其巨大優(yōu)勢，使其能夠在歐美如此普及。當前國家正在號召建立節(jié)約型社會，故推廣普及全自動

13、洗車具有重要意義基于PLC控制的洗車控制系統(tǒng)的具有可靠性高、抗干擾能力強，功能完善、適用性強，維護方便、改造方便，體積小、重量輕、能耗低等許多優(yōu)點。由于基于PLC控制的自動洗車控制系統(tǒng)相比基于其他控制方式的洗車控制系統(tǒng)有許多無可比較的優(yōu)點，所以現(xiàn)在市面上大局部洗車控制系統(tǒng)是基于PLC控制。PLC的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，當工作程序需要改變時，只需要改變PLC的部，重新編寫程序，無需對外圍進展重新的改動，從這些方面突出了使用PLC控制的自動洗車的優(yōu)越性課程設計的方案概述本次設計主要是綜合應用所學知識，設計基于西門子S7-300的洗車控制系統(tǒng)，并在實踐的根本技能方面進展一次系統(tǒng)

14、的訓練。能夠較全面地穩(wěn)固和應用課程中所學的根本理論和根本方法，并初步掌握PLC控制系統(tǒng)設計的根本方法。以西門子S7-300為控制核心，設計了一個可以控制兩個洗車車間的自動洗車控制系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)每個車間的泡沫清洗、清水沖洗和風干三道工藝的洗車過程。通過系統(tǒng)設置能實現(xiàn)自動和手動兩種控制方式的選擇。自動模式下可以進展洗車的自動控制過程，手動模式下可以自由的對洗車的工藝過程進展控制。出現(xiàn)異常狀態(tài)時系統(tǒng)可報警顯示。系統(tǒng)工藝流程通過分析洗車控制過程可以知道，當按下系統(tǒng)啟動按鈕并且選擇自動洗車過程時，系統(tǒng)開啟自動洗車模式，可以準備洗車，當光電傳感器檢測到汽車進入清洗圍時，首先負責泡沫清洗的電動機啟動進展泡沫

15、清洗，隨后負責清水沖洗的電動機啟動，最后負責風干過程的電動機啟動，完畢后汽車可以離開車間，自動洗車過程完畢。啟動系統(tǒng)后，選擇在手動模式下，可以通過按鈕來任意控制洗車車間的清洗工藝過程。在整個清洗過程中如果出現(xiàn)故障，則可以按下系統(tǒng)停頓按鈕來完畢系統(tǒng)運行。為此，設計出洗車控制系統(tǒng)的工藝流程圖，如圖2.1所示。圖2.1 洗車控制系統(tǒng)的工藝流程圖系統(tǒng)組成總體構(gòu)造根據(jù)控制系統(tǒng)要求的功能，設計出系統(tǒng)的整體框圖。如圖2.2所示。圖2.2 系統(tǒng)整體框圖本系統(tǒng)采用西門子S7-300作為控制核心，用一個轉(zhuǎn)換開關來實現(xiàn)自動和手動兩種控制方式的選擇，在每一個車間中按鈕局部則由5個按鈕組成，每個車間控制方式獨立，其中啟

16、動和停頓按鈕來實現(xiàn)系統(tǒng)的啟停，在手動模式下可以用3個按鈕來控制一個車間3臺電機的啟動和停頓，在自動模式下在每個車間中的3臺電機可自動執(zhí)行洗車工藝過程。其中電機1、電機2、電機3為一個洗車車間的，電機4、電機5、電機6為另一個洗車車間的。3臺電機在一個車間中分別執(zhí)行清洗、清水沖洗和風干的工藝過程。光電傳感器為檢測是否有車進入洗車車間，另外根據(jù)電機的通斷狀態(tài)和光電傳感器的檢測狀態(tài)可以判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，每個車間都有各自的報警系統(tǒng)，當出現(xiàn)故障時可以報警。硬件設計PLC的選型西門子S7-300 PLC介紹S7-300 是一種模塊化了的小型PLC系統(tǒng)，其所擁有的優(yōu)越的性能價格比，使之逐漸的成為了中小規(guī)

17、?？刂葡到y(tǒng)的理想的選擇。S7-300 PLC由以下幾局部組成1中央處理單元CPU各種CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有數(shù)字量和模擬量輸入/輸出點，有的CPU集成有PROFIBUS-DP等通信接口。CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關、24V電源端子、電池盒與存儲器模塊盒(有的CPU沒有)。S7-300有20種不同型號的CPU，以適應不同等級的控制系統(tǒng)。有的CPU上集成有輸入/輸出點，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通信接口，有的CPU上集成有PtP接口等，目前大致可以分為以下幾類：緊湊型CPU，帶有集成功能和I/O：CPU3l2C，313C，313C-PtP，313C-2DP

18、，314C-PtP和314C-2DP。重新定義的CPU：CPU312，314和315-2DP。標準的CPU：CPU313，314，315，315-2DP和316-2DP。戶外型 CPU：CPU312IFM ，314IFM，314戶外型和315-2DP。高端CPU：317-2DP和CPU318-2DP。故障平安型CPU： CPU3l5F和CPU317F-2DP。2負載電源模塊PS負載電源模塊用于將AC220V電源轉(zhuǎn)換為DC24V電源，供CPU和I/0模塊使用。額定輸出電流有2A、5A和10A三種，過載時模塊上的LED閃爍。3信號模塊SM信號模塊是數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸入輸出/輸出模塊的總

19、稱，它們使不同的過程信號電壓或電流與PLC部的信號電平匹配。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊SM321和數(shù)字量輸出模塊SM322，模擬量輸入模塊SM331和模擬量輸出模塊SM332。模擬量輸入模塊可以輸入熱電阻、熱電偶、DC420mA和DC010V等多種不同類型和不同量程的模擬信號。每個模塊上有一個背板總線連接器，現(xiàn)場的過程信號連接到前連接器的端子上。 S7-300有多種數(shù)字量輸入/輸出模塊，其輸入/輸出電纜最大長度為1000m屏蔽電纜或600m非屏蔽電纜。4功能模塊FM功能模塊主要用于對實時性和存儲容量要求高的控制任務，例如計數(shù)器模塊、快速/慢速進給驅(qū)動位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進電動

20、機定位模塊、伺服電動機定位模塊、定位和連續(xù)路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標識系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。5通信處理器CP通信處理器用于PLC之間、PLC與計算機和其他智能設備之間的通信，可以將PLC接入PROFlBUS-DP、AS-I和工業(yè)以太網(wǎng)，或用于實現(xiàn)點對點通信等。通信處理器可以減輕CPU處理通信的負擔，并減少用戶對通信的編程工作。6接口模塊IM接口模塊IM用于多機架配置時連接主機架CR和擴展機架ER。S7-300通過分布式的主機架和3個擴展機架，最多可以配置32個信號模塊、功能模塊和通信處理器。7導軌鋁質(zhì)導軌用來固定和安裝S7-300上述的各種模塊。除

21、了帶CPU的中央機架CR，S7-300 PLC最多可以增加3個擴展機架ER，每個機架可以插8個模塊不包括電源模塊、CPU模塊和接口模塊IM，4個機架最多可以安裝32個模塊。機架的最左邊是1號槽，最右邊是11號槽，電源模塊總是在I號槽的位置。中央機架0號機架的2號槽上是CPU模塊，3號槽是接口模塊。這3個槽號被固定占用，信號模塊、功能模塊和通信處理器使用411號槽。S7-300 PLC的優(yōu)越性：1多種規(guī)格的處理器，系統(tǒng)采用獨特的導軌安裝；2高速的指令處理，可滿足快速程序控制要求；3浮點數(shù)運算，可有效地實現(xiàn)更為復雜的數(shù)學運算；4CPU集MPI接口，多種通訊模塊能用來連接AS-I接口、PROFIBU

22、S和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；5具有時間/中斷驅(qū)動、開環(huán)定位和PID等高級控制功能；6I/O模塊采用前連接器方式，維修或更換十分方便；7系統(tǒng)自行組態(tài)，信號或通訊模塊不受限制地隨意安放；8具有滿足高速計數(shù)、步進電機和伺服定位控制等特殊應用的l/O模塊；9STEP7編程語言具有大量的以STEP5為根底的指令集，使程序的編制簡單快捷。PLC的模塊選型根據(jù)洗車控制系統(tǒng)的實際需求，PLC的模塊需要選擇CPU模塊和電源模塊，利用S7-300CPU自帶I/O接口就可以到達目的，無需選擇其他擴展模塊。1CPU模塊選型PLC的CPU選用CPU314C-2PN/DP，訂貨號為6ES7 314-6EH04-0AB0。它集

23、成了PROFIBUS-DP主站/從站以及PROFINET-IO控制器/設備接口，用于PROFIBUS和PROFINET的分布式連接。這使得CPU314C-2PN/DP可作為進展快速處理的分布式單元使用，也可作為PROFIBUS和PROFINET系統(tǒng)中具有低端現(xiàn)場總線的上位機控制器。全集成自動化概念和STEP7能與其它自動化系統(tǒng)協(xié)同運行，實現(xiàn)了從硬件配置到共享數(shù)據(jù)庫等所有層次上的集成。CPU模塊圖如圖3.1所示。圖3.1 CPU模塊圖2電源模塊PS的選型電源模塊用于將AC 220V的電源轉(zhuǎn)換為DC 24V的電源，提供應CPU和I/O模塊使用。本文選擇額定輸出電流為5A的模塊，型號為PS307-5

24、A，定貨號為6ES7 307-1EA01-0AA0。電源模塊圖如圖3.2所示。圖3.2 電源模塊圖電機的選型洗車控制系統(tǒng)一共負責兩個車間，每個車間需要3臺電機，分別負責泡沫清洗、清水沖洗、風干工藝過程。電動機功率分別為1.1kW、2.2kW 、1.5kW的三相異步電動機，均采用 Y 型接法，額定電壓380V。三種電機的具體參數(shù)如下表3.1、表3.2、表3.3所示。表3.1 泡沫清洗的電機技術參數(shù)表型號：Y80M2-2額定功率：1.1KW額定電流：2.5 A轉(zhuǎn)速：2830r/min額定電壓：380V轉(zhuǎn)矩：2.2 N.m表3.2 清水沖洗的電機技術參數(shù)表型號：Y90L-2額定功率：2.2KW額定電

25、流：4.8 A轉(zhuǎn)速：2840r/min額定電壓：380V轉(zhuǎn)矩：2.2 N.m表3.3 風干的電機技術參數(shù)表型號：Y90S-2額定功率：1.5KW額定電流：3.4 A轉(zhuǎn)速：2840r/min額定電壓：380V轉(zhuǎn)矩：2.2 N.m檢測傳感器的選型現(xiàn)代傳感器在原理與構(gòu)造上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進展*個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量設備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。根據(jù)洗車控制系統(tǒng)的實際需求，本設計采用光電傳感器來進展檢測洗車車間是否有車。光電傳感器分類：1. 標準

26、光電傳感器1漫反射型：一般型或能量型，聚焦式，帶背景抑制功能型，帶背景分析功能型。2反光板反射式光電開關/光電傳感器：一般型，帶偏振濾波功能型，帶透明體檢測功能型，帶前景抑制功能型把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置，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)光電開關。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時，光電開關就動作，輸出一個開關控制信號。3對射式光電傳感器假設把發(fā)光器和收光器別離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關就稱為以射別離式光電開光，簡稱對射式光電開關。它的檢

27、測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號。2. 平安光電傳感器1平安對射光電2平安光柵3平安光幕4平安控制器3. 門控光電傳感器1雷達傳感器：區(qū)域檢測型2主動式傳感器：單光束型，多光束型，區(qū)域檢測型3被動式傳感器：區(qū)域檢測型4電梯光幕5通用光電：槽形，對射型等通過分析比較，應該采用M18漫反射型NPN常開光電傳感器。具體參數(shù)如下表3.4所示。表3.4 漫反射型光電傳感器技術參數(shù)表產(chǎn)品名稱：M18漫反射型光電開關外觀尺寸：直徑18mm長度70mm導線長度：2m工作電壓：直流10V-36V工作電流：200m

28、A檢測距離：0-3m可調(diào)工作溫度：-25至70輸出形式：NPN聲光報警器的選型聲光報警器又叫聲光警號，是為了滿足客戶對報警響度和安裝位置的特殊要求而設置。同時發(fā)出聲、光二種警報信號。產(chǎn)品專用領域：鋼鐵冶金、電信鐵塔、起重機械、工程機械、港口碼頭、交通運輸、風力發(fā)電、遠洋船舶等行業(yè)；是工業(yè)報警系統(tǒng)中的一個配件產(chǎn)品。本文選用旋轉(zhuǎn)式聲光報警器，額定電壓直流24V，利用PLC即可驅(qū)動，滿足設計要求。繼電器的選型繼電器是一種電控制器件，是當輸入量鼓勵量的變化到達規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)又稱輸入回路和被控制系統(tǒng)又稱輸出回路之間的互動關系。通常應用于自

29、動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種自動開關。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、平安保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。本設計中的PLC輸出DC24V開關量信號要接到中間繼電器線圈，由繼電器線圈的得失電控制常開觸點的閉合，常閉觸點的斷開，然后由觸點來控制電機的啟停。本文選用西門子繼電器，訂貨號為3TH80-40E 40-0*。額定工作電壓380V，額定電流6A，線圈驅(qū)動電壓24V，滿足設計需求。開關和按鈕的選型本設計中手動模式和自動模式的選擇開關采用二段自鎖選擇轉(zhuǎn)換開關。洗車控制系統(tǒng)啟動和停頓的啟停開關選用自復位按鈕。其他手動控制電機按鈕選用可以自鎖的按鈕，按鈕按下電機啟動，按鈕彈起電機停頓。I

30、/O地址分配表系統(tǒng)共有輸入點16個開關量輸出點12下表3.5為PLC的I/O點分配表。表3.5地址分配表名稱符號地址車間1啟動SB1I0.0車間1停頓SB2I0.1車間1手動模式SA1I0.2車間1自動模式SA1I0.3車間2啟動SB3I0.4車間2停頓SB4I0.5車間2手動模式SA2I0.6車間2自動模式SA210.7車間1泡沫清洗SB5I1.0車間1清水沖洗SB6I1.1車間1風干SB7I1.2車間2泡沫清洗SB8I1.3車間2清水沖洗SB9I1.4車間2風干SB10I1.5車間1光電檢測ST1I1.6車間2光電檢測ST2I1.7車間1啟動指示燈HL1Q0.0車間1停頓指示燈HL2Q0.

31、1車間2啟動指示燈HL3Q0.2車間2停頓指示燈HL4Q0.3車間1泡沫清洗電機KM1Q0.4車間1清水沖洗電機KM2Q0.5車間1風干電機KM3Q0.6車間2泡沫清洗電機KM4Q0.7車間2清水沖洗電機KM5Q1.0車間2風干電機KM6Q1.1車間1報警HA1Q1.2車間2報警HA2Q1.3外部接線圖根據(jù)系統(tǒng)實際需求和I/O地址分配表，繪制CPU上的數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出的外部接線圖，如圖3.3所示。圖3.3外部接線圖軟件設計編程軟件介紹西門子STEP 7是用于SIMATICS7-300/400站創(chuàng)立可編程邏輯控制程序的標準軟件，可使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表進展編程操作。STEP7編程

32、軟件是一個用于SIMATIC可編程邏輯控制器的組態(tài)和編程的標準軟件包。STEP7標準軟件包中提供一系列的應用工具，如：SIMATIC管理器、符號編輯器、硬件診斷、編程語言、硬件組態(tài)、網(wǎng)絡組態(tài)等。STEP7編程軟件可以對硬件和網(wǎng)絡實現(xiàn)組態(tài)，具有簡單、直觀、便于修改等特點。該軟件提供了在線和離線編程的功能，可以對PLC在線上載或下載。利用STEP7可以方便地創(chuàng)立一個自動化工程。硬件組態(tài)組態(tài)是制作自動化工程不可缺少的一個環(huán)節(jié)，它是在STEP-7軟件窗口中對機架、模塊、分布式I/ODP機架以及接口子模塊等進展排列。硬件組態(tài)圖如圖4.1所示。圖4.1 硬件組態(tài)圖根據(jù)本次設計的任務要求編寫程序符號表，程序

33、中所用到的符號表如圖4.2所示。圖4.2 符號表程序流程圖由于用一臺PLC去控制兩個洗車車間，車間1和車間2程序流程一樣，以一個車間程序流程為例，系統(tǒng)上電后首先進展程序初始化，由轉(zhuǎn)換開關進展手自動切換。下列圖4.3為主程序流程圖。圖4.3 主程序流程圖當系統(tǒng)進入手動模式時，光電傳感器先檢測車間是否有車，如果有車就可以執(zhí)行手動控制。下列圖4.4為手動模式子程序流程圖。圖4.4手動模式子程序流程圖下列圖4.5為自動模式子程序流程圖。圖4.5自動動模式子程序流程圖程序初始化系統(tǒng)初始化程序?qū)懺贠B100中。如圖4.6所示。圖4.6 系統(tǒng)初始化程序主程序主程序?qū)懺贠B1中，實現(xiàn)車間的啟動，停頓和手自動切

34、換的功能。以一個車間為例，如圖4.7、4.8所示。圖4.7主程序1圖4.7 主程序2手動模式子程序手動模式子程序?qū)懺贔C2中。下列圖4.8為車間1的手動控制程序。圖4.8車間1的手動控制程序自動模式子程序自動模式子程序?qū)懺贔C1中，自動執(zhí)行泡沫清洗、清水清洗、風干工藝過程。下列圖4.9、4.10為車間1的自動控制程序。圖4.9車間1的自動控制程序1圖4.9 車間1的自動控制程序2系統(tǒng)調(diào)試與分析仿真調(diào)試軟件介紹S7-PLCSIM是西門子公司開發(fā)的可編程控制器模擬軟件，它在Step7集成狀態(tài)下實現(xiàn)無硬件模擬，也可以與WinCC fle*ible一同集成與Step7環(huán)境下實現(xiàn)上位機監(jiān)控模擬。S7-P

35、LCSIM是學習S7-300必備的軟件，不需要連接真實的CPU即可以仿真運行。系統(tǒng)仿真調(diào)試翻開S7-PLCSIM軟件并下載程序，然后添加輸入變量和輸出變量，將仿真切換到RUN模式，此時程序已在運行，點擊車間1啟動按鈕即I0.0，會發(fā)現(xiàn)車間1啟動指示燈即Q0.0有變化。如圖5.1所示。圖5.1車間1啟動的仿真圖車間1啟動之后，可以將車間1進展手動模式洗車狀態(tài)和自動洗車狀態(tài)進展切換，點擊I0.2為手動洗車模式，此時可以自由的通過按鈕來控制負責泡沫清洗、清水清洗、風干的電機，從而可以自由的控制車間1的洗車工藝過程。如圖5.2所示為手動模式下的仿真圖。圖5.2手動模式下的仿真圖點擊I0.3為自動洗車模

36、式，此時可以自動控制負責泡沫清洗、清水清洗、風干的電機，當車間1光電檢測開關檢測到有車時就可以自動控制車間1的洗車工藝過程。如圖5.3所示為自動模式下的仿真圖。圖5.3自動模式下的仿真圖車間1啟動之后，將車間2也啟動，這樣也可以將車間2進展手動模式洗車狀態(tài)和自動洗車狀態(tài)進展切換，點擊I0.7為自動洗車模式，車間2進入自動洗車模式，然后點擊I0.2將車間1切換為手動洗車模式。如圖5.4所示車間1和車間2同時啟動的仿真圖。圖5.4車間1和車間2同時啟動的仿真圖當沒有車進入車間時，電機異常啟動，為系統(tǒng)故障狀態(tài)，會進入報警模式。如圖5.5為車間1進入報警狀態(tài)的仿真圖。圖5.5車間1進入報警狀態(tài)的仿真圖課程設計總結(jié)通過這次對基于S7-300PLC的洗車控制系統(tǒng)設計，我對PLC的系統(tǒng)設計有了更加清晰的認識，經(jīng)過查閱資料，系統(tǒng)設計，器件選用，以及最后的仿真調(diào)試。順利完成了此次基于西門子S7-300PLC控制系統(tǒng)設計。該設計符合課題的控制要求，分別實現(xiàn)了自動、手動兩種控制方式洗車的目的。為今后PLC的繼續(xù)學習積累了實踐經(jīng)歷，同時也挺高了我們的動手能力，為以后開展打下良好的根底。這次課程設計，采用西門子S7-300作為控制核心，設