基于PLC的自動洗車控制系統(tǒng)

目錄TOC\o"1-3"\h\u19622第1章引言312971.1設計汽車自動清洗裝置的目的和意義 2103461.2PLC限制汽車自動清洗裝置設計內容 3551.3汽車自動清洗實現(xiàn)的目標 331847第2章系統(tǒng)總體設計 4158052.1系統(tǒng)限制要求 4220082.2系統(tǒng)工藝流程 4160662.3確定設計方案 523903本章小結 628234第3章限制系統(tǒng)硬件設計 7200213.1PLC選型及擴展 7111683.1.1PLC型號的選擇 7154303.1.2PLC容量選擇 7282373.1.3I/O模塊的選擇 8205443.1.4PLC選擇 9171173.1.5I/O安排表 9138463.1.6擴展模塊選型 10211143.2電機及驅動限制 12159553.2.1直流電動機 1236313.2.2異步電動機 1284673.2.3同步電動機 12273693.2.4電機的選擇 12102553.2.5變頻器選型 13312553.3檢測元件選型 1469803.4低壓電器選型 17171353.5電源模塊的選擇 1996863.6人機接口設計 1982633.6.1人機接口的功能和類型 2030454本章小結 2121141第4章限制系統(tǒng)軟件設計 22193594.1限制程序流程圖 22317444.2限制程序設計 2368684.3顯示操作界面設計 2326404本章小結 247612結束語 259609參考文獻 2620698附錄 2730318附錄一硬件原理圖 2710附錄二PLC源程序 28引言設計汽車自動清洗裝置的目的和意義自從19世紀第一輛汽車誕生以來，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術的發(fā)展有了質的的飛躍，隨著時代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對汽車的需求量也漸漸加大，隨之而來的便是汽車的保養(yǎng)，其中汽車的清洗便是不行缺少的內容。目前，國內的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。對于當今社會，高科技的發(fā)展實現(xiàn)了各行各業(yè)的自動化限制，但是在汽車清洗行業(yè)，大部分仍是靠人工來完成。傳統(tǒng)的洗車業(yè)通常由人工完成，利用人力資源，對汽車進行涂抹泡沫，然后采納高壓水泵，利用水泵對汽車進行沖洗，再在自然光及風等自然條件下，讓清洗的汽車進行自動風干。雖然可以達到清洗汽車的目的，但過分依靠于勞動力，操作時間長，洗車過程慢，并且奢侈了大量的水資源，經(jīng)濟性差，不適合和洗車業(yè)的發(fā)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，但成本比較高，其自動限制系統(tǒng)不是適合小型的、特地的汽車清洗行業(yè)，因此，相對于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。如何實現(xiàn)高效、高質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)發(fā)展的必定要求。因此，本次設計就是采納PLC限制，利用定時器，通過線路的通斷來實現(xiàn)汽車自動及手動清洗流程。它可以最大限度的節(jié)約洗車的人力、物力資源，并且滿意不同的客戶需求，同時它可以高效、精確的完成洗車任務，為客戶供應便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當代建設節(jié)約型社會的時代須要。并且本次汽車清洗自動系統(tǒng)結構簡潔，成本低，適合不同場合的需求，尤其是中小型公司。本論文由汽車清洗裝置設計方案、PLC間的比較以及運行程序等部分組成。市場上常見的汽車自動清洗機簡介它變更傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質的清洗原理。采納高速氣流協(xié)作水硬霧沖洗的新技術（兩相流清洗）。水被微粒化利用，幾十倍提高水的利用率，達到節(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，任何環(huán)境均可工作。最大限度的提高單位水量的利用率，并具備肯定的沖力和溫度，極有效地清除和溶解車身及全部縫隙的灰塵和油污。（汽車的門邊、門縫、車牌、車頭發(fā)動機組、人手難以觸及的溝、縫、細孔等。）用水量是水槍的二特別之一，耗能是它的一半，

其他設備所無法比擬的是：

徹底清洗微小之處；快速吹干功能；無水花飛濺；無滿地流水；(洗車后沒有污水橫流)。清洗車身；洗門縫、門邊、發(fā)動機組，微小之處顯身手；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。PLC限制汽車自動清洗裝置設計內容可編程序限制器及備，都應按易于使工業(yè)限制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC是一種用程序來變更限制能的工業(yè)限制計算機，除了能完從應用、價格、牢靠性和對現(xiàn)場工作環(huán)境及設計資金等各個方面因素的考慮，本系統(tǒng)采納S7-200系列PLC進行設計。本設計采納可編程序限制器PLC限制汽車自動清洗的穩(wěn)定牢靠運行。通過PLC的選型和擴展，電機及驅動限制、檢測元件選型、低壓電器選型、電源設計完成燃油鍋爐的硬件設計部分。通過STEP_7軟件以及仿真軟件的模擬和調試完成汽車自動清洗裝置的軟件設計。汽車自動清洗實現(xiàn)的目標隨著著國民經(jīng)濟的增長，人民生活水平的提高，近年來，私人小汽車逐年增多，城市中洗車難的沖突越來越尖銳，尤其在大中城市更為突出。隨著時代的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車的數(shù)量也越來越多，洗車產(chǎn)業(yè)也越來越壯大，如何在眾多的從業(yè)者中脫穎而出，搶占先機應用了PLC的汽車自動清洗裝置提升服務質。它可以最大限度的節(jié)約洗車的人力物力，為社會空出大量勞動力，供應客戶更加快捷的服務，在這個分秒必爭的時代無疑具有極其巨大的市場價值和競爭優(yōu)勢。同時它也節(jié)約更多的水資源，實現(xiàn)建設節(jié)約型社會的時代須要。同時也實現(xiàn)了手工業(yè)向自動化方向的轉變。系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)限制要求當發(fā)出啟動吩咐時，清洗機起先工作，清洗機接觸器和水閥門都打開，汽車進入洗刷范圍時，刷子接觸器開啟，進入刷洗程序。當檢測器檢測到車子離開時，清洗機接觸器、水閥門和刷子接觸器全關閉，停止刷洗，發(fā)出停機吩咐，結束刷洗。2.1系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)工藝流程我們通過以上的分析可以知道，先由人來發(fā)出啟動吩咐，自動開啟清洗接觸器和水閥門；傳感器檢測到汽車進入清洗范圍時，刷子接觸器打開靠近汽車進行清洗；傳感器檢測到汽車離開清洗范圍時，刷子接觸器停止刷洗；最終我們發(fā)出停止吩咐，清洗雞接觸器和水閥門停止和關閉。由此，我們設計出自動洗車機的工藝流程圖如下：起先起先分析限制要求確定用戶I/O設置PLC硬件系統(tǒng)安排I/O繪制流程圖設計安裝限制柜設計梯形圖圖程序輸入PLC軟件測試圖測試正常修改程序現(xiàn)場施工連線整體測試滿意要求編程技術文件交付運用否否是否是圖2.2PLC系統(tǒng)設計工藝流程圖確定設計方案動作要求1）、當按下啟動按鈕SB1時，即清洗機起先移動，同時打開噴淋閥門。2）、當檢測到進入刷洗距離時，啟動刷子電動機運轉進行刷洗，離開汽車則停止刷車；同時清洗機停止移動并關閉噴淋閥門，洗刷結束。汽車清洗過程可分為四步，系統(tǒng)輸入信號有啟動吩咐、停止吩咐、車輛檢測三個。輸出限制清洗機移動、噴淋閥門、電動刷三個輸出信號。汽車清洗機上有啟動按鈕和一個車輛檢測器，當按下啟動開關后，洗車機起先工作，清洗接觸器和水門閥接通，當車輛檢測器檢測到有車輛進來且清洗機和車輛到位后，刷子接觸器接通，刷洗起先，當刷洗機起先后2分鐘車輛離開后，刷洗機停止刷洗，刷子接觸器關閉，按下停機開關后，清洗機接觸器和水閥門關閉，清洗結束。用V4.0STEP7MicroWINSP4軟件編制PLC限制程序，并將程序寫入到PLC，通過PLC限制實現(xiàn)汽車自動清洗裝置工作過程的自動限制。2.3系統(tǒng)總體框圖本章小結本章主要介紹了PLC限制的汽車清洗裝置的系統(tǒng)設計要求，系統(tǒng)工作流程及設計方案，同時給出了系統(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自動清洗裝置的工作方式，也了解了PLC在自動化限制方面的優(yōu)勢和功能。限制系統(tǒng)硬件設計PLC選型及擴展PLC型號的選擇機型選擇的基本原則是在滿意限制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作牢靠、維護運用便利及最佳的性能價格比。具體應考慮因素如下：結構合理對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件好、修理量較小的場合，選用單元式結構的PLC；否則，選用模塊式結構的PLC。功能強弱適當對于開關量限制的工程項目，若限制速度要求不高，一般選用低檔的PLC。如西門子公司的S7-200系列機。對于以開關量限制為主、帶少量模擬限制的工程項目，可選用含有A/D轉換的模擬量輸入模塊和含有D/A轉換的模擬量輸出模塊，以及具有加減乘除運算和數(shù)據(jù)傳輸功能的低檔PLC。對于限制比較困難、限制功能要求較高的工程項目，如要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)限制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可依據(jù)限制規(guī)模及困難的程度，選用中擋或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程限制、全PLC的分布式限制系統(tǒng)和整個工廠的自動化等。當系統(tǒng)的各個限制對象分布在不同地域時，應依據(jù)各部分的具體要求來選擇PLC，以組成一個分布式的限制系統(tǒng)。機型統(tǒng)一選用PLC時，盡量要做到機型統(tǒng)一。由于同一機型的PLC，其模塊可互為備用，以便備件的選購 和管理；另外，功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術人員的培訓；其外部設備通用也有利于資源共享。若配備了上位計算機，可把各獨立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個多級分布限制系統(tǒng)，相互通信，集中協(xié)調管理。PLC容量選擇PLC容量包括兩個方面：一是I/O點數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字數(shù)）。1、I/O點數(shù)是基礎I/O點數(shù)可以衡量PLC規(guī)模的大小。精確統(tǒng)計被限制對象的輸入信號和輸出信號的總數(shù)并考慮今后調整和擴充，在實際統(tǒng)計I/O點數(shù)基礎上，一般應加上10%-20%的備用量。多數(shù)小型PLC為單元式，具有體積小，價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，限制要求比較簡潔的系統(tǒng)。模塊式結構的PLC采納主機模塊與輸入模塊、功能模塊組合運用的方法，比單元式便利敏捷，修理更快模塊、推斷與處理故障快速便利，適用于工藝變更較多，限制要求困難的系統(tǒng)。2、用戶存儲器容量的估算依據(jù)閱歷，在選擇存儲容量時，一般按實際須要的10%-25%考慮裕量。用戶應用程序占用多少內存與很多因素有關，如I/O點數(shù)、限制要求、運算處理量、程序結構等。因此，在程序設計之前只能粗略的估算。依據(jù)閱歷，每個I/O點及有關功能器件占用的內存大致如下：開關量輸入所需存儲器字數(shù)=輸入點數(shù)×10開關量輸出所需存儲器字數(shù)=輸出點數(shù)×8定時器/計數(shù)器所需存儲器字數(shù)=定時器/計數(shù)器×2模擬所需存儲器字數(shù)=模擬量通道數(shù)×100通信接口所需存儲器字數(shù)=接口個數(shù)×300依據(jù)存儲器的總字數(shù)再加上一個裕量。I/O模塊的選擇PLC是一種限制系統(tǒng)，它的限制對象是工業(yè)生產(chǎn)設備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工業(yè)環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。PLC與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。通過I/O接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為限制器對被限制對象進行限制的依據(jù)。同時限制器有通過I/O接口模塊將限制器的處理結果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設備，驅動各種執(zhí)行機構來實現(xiàn)限制。外部設備或生產(chǎn)過程中的信號電平各種各樣，各種機構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準電平，所以I/O接口模塊還需實現(xiàn)這種轉換。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設備的限制信號都須要經(jīng)過肯定距離。為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好抗干擾實力。依據(jù)實際須要，PLC相應有很多種I/O接口模塊，包括開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以依據(jù)實際須要進行選擇運用。PLC選擇德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序限制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信實力，功能更強，牢靠性更高。S7-200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及限制等。S7-200PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)困難的限制功能。S7-200PLC可供應4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇運用。經(jīng)過對幾家公司生產(chǎn)的PLC要從應用、價格、牢靠性和試驗室的實際狀況考慮等各個方面因素的考慮，依據(jù)本設計須要4輸入口，4輸出口，本系統(tǒng)設計采納德國西門子生產(chǎn)的S7-200系列可編程限制器，CPU主機選用CPU224，，模擬量輸入模塊選用EM235，S7-200PLC系統(tǒng)時緊湊型可編程限制器。系統(tǒng)的硬件構架由系統(tǒng)的CPU模塊和豐富的擴展模塊組成。他能夠滿意各種設備的自動化限制需求。S7-200還具有功能強大的指令集、豐富強大的通信指令功能、編程軟件的易用性通常PLC的輸入類型可以是直流、溝通或交直流，運用最多的是直流信號輸入PLC。輸入電路的電源可由外部供應，有的也可由PLC自身的電源供應。表3.1S7-22*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允許擴展模塊數(shù)量02777程序空間（B）20482048409661444096數(shù)據(jù)空間10241024256051202560I/O安排表表3.2模擬量輸入輸出信號代碼和地址編號表名稱符號地址啟動按鈕SF1I0.0停止按鈕SF2I0.1檢測到來STI0.2檢測離開STI0.3水閥YVQ0.0刷子QA2~QA4Q0.1Q0.7Q1.0清洗機接觸器QA6Q0.2啟動燈PG1Q0.3清洗燈PG2Q0.4停止燈PG3Q0.6增壓泵QA5Q0.5表3.3輸入輸出信號代碼和地址編號序號功能信號AIW0壓力傳感器1的輸入AQW0給變頻器信號擴展模塊選型系統(tǒng)采納西門子S7-200模擬量編程。EM235是最常用的模擬量擴展模塊，它實現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。本次設計選擇常用的EM235作為擴展模塊。圖3.1CPU及擴展模塊表3.4EM235參數(shù)模擬量輸入特性模擬量輸入點數(shù)4輸入范圍電壓（單極性）0～10V0～5V0～1V0～500mV0～100mV0～50mV電壓（雙極性）±10V±5V±2.5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV電流0～20mA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0～32000辨別率12位A/D轉換器模擬量輸出特性模擬量輸出點數(shù)1信號范圍電壓輸出±10V

電流輸出0～20mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000～+32000

電流0～32000辨別率電流電壓12位

電流11位電機及驅動限制直流電動機直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表、玩具等。直流電動機具有調速性能好、起動簡潔、能夠載重起動等優(yōu)點，所以目前直流電動機的應用仍舊很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。異步電動機異步電機是一種溝通電機，其負載時的轉速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關系。還隨著負載的大小發(fā)生變更。負載轉矩越大，轉子的轉速越低。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和溝通換向器電機。感應電機應用最廣，在不致引起誤會或混淆的狀況下，一般可稱感應電機為異步電機。異步電動機具有結構簡潔，制造、運用和維護便利，運行牢靠以及質量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。同步電動機同步電動機主要用于大型機械，如鼓風機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設設備或者充當限制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外，還可以當調相機運用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。電機的選擇經(jīng)過對幾種電動機的應用、價格、牢靠性、轉速和試驗室的實際狀況考慮等各個方面因素的考慮，本系統(tǒng)設計選異步電動機SKK中型A型。表3.5電機參數(shù)型號功率（KW）馬力（hp）電流（A）轉速（r／min）效率(%)堵轉電流額定電流(A)堵轉轉矩額定轉矩重量（kg）功率因數(shù)SKK-a111015.41440857.02.2960.85水泵參數(shù)依據(jù)如下條件確定：a、沖車時電機頻繁啟停，依據(jù)電氣要求，電機功率不大于5KW，否則影響電機運用壽命；b、水泵與用水點在同一平面，電機功率5KW左右的水泵揚程在20～30m之間，流量不超過60m3/h；因沖洗流量需90～100m3/h，單臺水泵運行不能滿意沖洗流量的須要，設計正常運用時兩臺水泵并聯(lián)運行，以滿意流量的須要；沖洗量不大時，可運行單臺水泵沖洗。依據(jù)上述要求，水泵的參數(shù)確定為：表3.6水泵參數(shù)流量揚程電機功率汽蝕余量進/出口管徑50m3/h20m5.5KW2m100/65mm變頻器選型在電動機的各種調速方式中，變頻調速傳動占有極其重要的地位，有強大的生命力。這類傳動系統(tǒng)功率有回路簡潔、功率因數(shù)高、輸出諧波小、啟動平穩(wěn)、調速范圍寬等優(yōu)點。變頻器大多運行在惡劣的電磁環(huán)境，且作為電力電子設備，內部由電子元件、微處理芯片等組成，會受到外界的電磁干擾。另外，變頻器的輸入和輸出側的電壓、電流含有高次諧波。當變頻器運行時，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備，即所謂的電磁兼容性。在選擇變頻器時的幾點留意事項：依據(jù)負載特性選擇變頻器。選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機的額定功率只能作為參考。另外，應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機的功率因數(shù)和效率變壞。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機的電流會增加10％而溫升會增加20％左右。所以在選擇電動機和變頻器時，應考慮到這種狀況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響電動機的運用壽命。本設計選用的變頻器為西門子MM440。MM440是一種集多種功能于一體的變頻器，其恒定轉矩限制方式的額定功率范圍為120KW-200KW，可變轉矩限制方式的額定功率可達250KW，它適用于電動機須要調速的各種場合?？赏ㄟ^數(shù)字操作面板或通過遠程操作器方式修改其內置參數(shù)，即可滿意各種調速場合的要求。圖3.2電機主線路圖檢測元件選型現(xiàn)代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何依據(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，是在進行某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。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。

1)依據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型

要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采納何種原理的傳感器，這須要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，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，則須要依據(jù)被測量的特點和傳感器的運用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法，有線或是非接觸測量;傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。

在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。

2)靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變更對應的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要留意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關的外界噪聲也簡潔混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量削減從外界引入的干擾信號。

傳感器的靈敏度是有方向性的。當被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應選擇其他方向靈敏度小的傳感器;假如被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3)頻率響應特性

傳感器的頻率響應特性確定了被測量的頻率范圍，必需在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件，事實上傳感器的響應總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。

傳感器的頻率響應高，可測的信號頻率范圍就寬，而由于受到結構特性的影響，機械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態(tài)測量中，應依據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應特性，以免產(chǎn)生過火的誤差

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，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證肯定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿意要求。

但事實上，任何傳感器都不能保證肯定的線性，其線性度也是相對的。當所要求測量精度比較低時，在肯定的范圍內，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的便利。

5)穩(wěn)定性

傳感器運用一段時間后，其性能保持不變更的實力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結構外，主要是傳感器的運用環(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的環(huán)境適應實力。

在選擇傳感器之前，應對其運用環(huán)境進行調查，并依據(jù)具體的運用環(huán)境選擇合適的傳感器，或實行適當?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。

傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過運用期后，在運用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變更。

在某些要求傳感器能長期運用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。

6)精度

精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿意整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿意同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡潔的傳感器。

光電傳感器分類：

一：常用光電傳感器分類方法：

1.標準光電傳感器

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關/光電傳感器：一般型(-6)，帶偏振濾波功能型(-54,-55)，帶透亮體檢測功能型(-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裝置內，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電限制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關。正常狀況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物攔住，收光器收不到光時，光電開關就動作，輸出一個開關限制信號。

3)對射式光電開光/光電傳感器

若把發(fā)光器和收光器分別開，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分別式光電開光，簡稱對射式光電開關。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。運用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關限制信號。

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)平安限制器

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，對射型等低壓電器選型電器是接通和斷開電路或調整、限制和愛護電路及電氣設備用的電工器具。完成由限制電器組成的自動限制系統(tǒng)，稱為繼電器—接觸器限制系統(tǒng)，簡稱電器限制系統(tǒng)。一、接觸器的選用溝通接觸器的選用，應依據(jù)負荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟：1．選擇接觸器的類型溝通接觸器按負荷種類一般分為一類、二類、三類和四類，分別記為AC1、AC2、AC3和AC4。一類溝通接觸器對應的限制對象是無感或微感負荷，如白熾燈、電阻爐等；二類溝通接觸器用于繞線式異步電動機的起動和停止；三類溝通接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動機的運轉和運行中分斷；四類溝通接觸器用于籠型異步電動機的起動、反接制動、反轉和點動。2．選擇接觸器的額定參數(shù)依據(jù)被控對象和工作參數(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，一般應低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低，運用時也較平安。但為了便利和削減設備，常按實際電網(wǎng)電壓選取。2）電動機的操作頻率不高，如壓縮機、水泵、風機、空調、沖床等，接觸器額定電流大于負荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJl0、CJ20等。3）對重任務型電機，如機床主電機、升降設備、絞盤、破裂機等，其平均操作頻率超過100次／min，運行于起動、點動、正反向制動、反接制動等狀態(tài)，可選用CJl0Z、CJl2型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容運用。選用時，接觸器額定電流大于電機額定電流。4）對特重任務電機，如印刷機、鏜床等，操作頻率很高，可達600～12000次／h，常常運行于起動、反接制動、反向等狀態(tài)，接觸器大致可按電壽命及起動電流選用，接觸器型號選CJl0Z、CJl2等。5）溝通回路中的電容器投入電網(wǎng)或從電網(wǎng)中切除時，接觸器選擇應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，型號選CJ10、CJ20等。6）用接觸器對變壓器進行限制時，應考慮浪涌電流的大小。例如溝通電弧焊機、電阻焊機等，一般可按變壓器額定電流的2倍選取接觸器，型號選CJl0、CJ20等。7）對于電熱設備，如電阻爐、電熱器等，負荷的冷態(tài)電阻較小，因此起動電流相應要大一些。選用接觸器時可不用考慮(起動電流)，干脆按負荷額定電流選取。型號可選用CJl0、CJ20等。8）由于氣體放電燈起動電流大、起動時間長，對于照明設備的限制，可按額定電流1.1～1.4倍選取溝通接觸器，型號可選CJl0、CJ20等。9）接觸器額定電流是指接觸器在長期工作下的最大允許電流，持續(xù)時間≤8h，且安裝于放開的限制板上，假如冷卻條件較差，選用接觸器時，接觸器的額定電流按負荷額定電流的110%～120%選取。對于長時間工作的電機，由于其氧化膜沒有機會得到清除，使接觸電阻增大，導致觸點發(fā)熱超過允許溫升。實際選用時，可將接觸器的額定電流減小30%運用。（2）斷路器選型低壓斷路器也稱作自動開關或空氣開關，是低壓配電網(wǎng)絡和電力拖動系統(tǒng)中特別重要的開關電器和愛護電器，它集限制和多種愛護功能于一身。除了能完成接通和分斷電路外，還能對電路或電氣設備發(fā)生的短路、嚴峻過載及欠電壓等進行愛護，也可以用于不頻繁地啟動電動機。據(jù)選型原則，選用正泰系列斷路器，型號為DZ473P16A，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原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設計，具有肯定的瞬時動作性，用于電路的短路愛護和嚴峻過載愛護。運用時串接于被愛護的電路中，當電路發(fā)生短路故障時，熔斷器中的熔體被瞬時熔斷而分斷電路，起到愛護作用。依據(jù)負載類型，選用型號為RT18-40和RM1D-60，額定電壓380V。表3.7元件表代號名稱型號規(guī)格數(shù)量MA1三相異步電動機DN100380V，1.5kw，1400r/min，3.7A1MA2~MA4三相異步電動機ＳＫＫ380V，1.5kw，1400r/min，3.7A3FA1熔斷器RT18-40380V，5A4FA2熔斷器RM1D-60380V，16A4壓力傳感器MPX59990~1000kpa1ST1~ST2行程開關LJ18A3-8-J220V,0.5A2QA0低壓斷路器DZ473P16A380V，16A2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需大于處理器模塊、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。確定電源的輸入電壓。將框架中每快I/O模塊所需的總電流相加，計算出I/O模塊所需的總電流值。I/O模塊所需的總電流值再加上以下各電流。①框架中帶有處理器時，則加上處理器的最大電流值。②當框架中帶有遠程適配器模塊或擴展本地I/O適配器模塊時，應加上其最大電流值。（4）假如框架中留有空槽用于將來擴展時，可做以下處理：①列出將來要擴展的I/O模塊所需的電流。②將全部擴展的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）依據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總電流值，從用戶手冊中選擇合適的電源模塊。每個S7-200CPU模塊均供應一個24V直流傳感器電源和一個5V直流電源。24V直流傳感器電源可以作為CPU主機、數(shù)字量擴展模塊的輸入、模擬量擴展模塊的供電電源以及外部傳感器電源運用。假如容量不能滿意全部需求，則必需增加外部24V直流電源。此時外部直流電源不能與模塊的傳感器電源并聯(lián)運用，以防止兩個電源電位的不平衡造成對電源的破壞；但為了加強電子噪聲愛護，這兩個電源的公共端(M)應當連在一起。當S7-200CPU與擴展模塊連接時，CPU模塊為擴展模塊供應5V直流電源。人機接口設計人機接口技術的主要功能是顯示并記錄來自計算機限制系統(tǒng)的過程參數(shù)，將過程參數(shù)集中起來，實現(xiàn)適當?shù)男畔⑻幚砗筒僮鞯募谢?。為了便于過程的全面協(xié)調和監(jiān)控，實現(xiàn)計算機過程限制狀態(tài)、參數(shù)的顯示、報警、記錄和操作。具體內容包括顯示設備、鍵盤、打印輸出設備等。人機接口的功能和類型計算機限制中,人對系統(tǒng)狀態(tài)的了解、駕馭和指揮依靠于人機通道中數(shù)據(jù)的傳遞，這里包括人對系統(tǒng)的了解和干預、限制參數(shù)的輸入、系統(tǒng)狀態(tài)的打印匯報等等內容。人機交互通道的特點：人機交互式通道的任務就是要建立應用系統(tǒng)與人之間的信息傳遞渠道，不同的測控系統(tǒng)應當依據(jù)自身的特點和性質來建立這條信息渠道?？偨Y各種渠道的特點，在計算機測控系統(tǒng)中，人機交互通道具有以下幾個特點：直觀性：目前在計算機限制系統(tǒng)中，廣泛采納人性化的人機界面設計，這一技術利益于計算機硬件技術的飛速發(fā)展，尤其是仿真技術、組態(tài)軟件的應用變更了以前實物操作界面的概念。操作人員可以利用鼠標和鍵盤輕松實現(xiàn)限制。專用性：計算機限制系統(tǒng)的配置要依據(jù)測控系統(tǒng)的功能要求設計，不同的系統(tǒng)要求各不相同。通用性：人機交互系統(tǒng)的很多電路為數(shù)字電路，很多外部設備也是具有標準的接口限制和通信要求，所以可以采納通用的接口集成芯片設計，其設計和運用都特別便利。顯示器原理及接口技術可編程邏輯限制器與文本顯示的配套接運用在工業(yè)限制領域獲得了廣泛的應用。現(xiàn)代PLC已經(jīng)具有強大的通訊實力，可以實現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計算機、PLC與其他智能限制設備之間的聯(lián)網(wǎng)通訊。TD200就屬于一種智能設備，它外觀簡潔美觀，小巧精致，通常用在環(huán)保、制冷、空調、工業(yè)限制及自動限制的其他領域。它具有價格低廉、操作簡便、界面友好和兼容性好的特點，利用其自身所帶的F1到F8八個按鍵和SHIFT+F1到SHIFT+F8八個組合按鍵,以及ESC,ENTER,→,←,↑,↓等按鍵，在限制系統(tǒng)應用中大大削減了限制柜操作面板的按鈕，也避開了運用價格比較昂貴的觸摸屏，在適應各種限制要求時極其敏捷。因此，TD200深受廣闊中小企業(yè)青睞。TD200還具有以下功能和特點：1．讀取并顯示PLCCPU的信息；2．供應為具有實時時鐘的CPU設置時間和日期的功能；3．可以變更程序變量，強制和取消強制I/O點的實力；4．可以單獨供電，也可以由PLCCPU通過TD/CPU電纜供電。假如采納外部電源，必需運用DC24V的電源；5．TD200通過TD/CPU電纜與CPU通信，可以進行一對一配置和多個CPU配置。圖3.3TD200本章小結本章主要介紹了PLC型號容量一些相關的學問以及德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC和怎樣依據(jù)自己的設計選用PLC和擴張模塊EM235以及所用PLC的I/O安排表。本章還介紹了我們常用的電機的類型及設計所運用電機的型號和參數(shù)。并且繪制出電機主線路圖。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型及應用。低壓電器主要是接觸器，斷路器和熔斷器。使我們完成PLC限制的汽車清洗裝置設計的同時還學習低壓電器，傳感器等和電氣工程相關的學問，使我受益匪淺。限制系統(tǒng)軟件設計限制程序流程圖圖4.1限制程序流程圖限制程序設計程序設計作為PLC限制系統(tǒng)重要的組成部分，發(fā)揮著至關重要的作用。編寫程序的方法很多，常用的有圖解法編程、閱歷法編程和計算機協(xié)助設計編程[20]。在本設計中采納的是計算機協(xié)助設計編程方法。計算機協(xié)助設計是通過PLC編程軟件在計算機上進行程序設計、編程、仿真和在線調試等。用STEP7-Micro/WINV4.0將程序編輯好后，編譯導出，用S7-200仿真軟件進行模擬調試。首先在S7-200仿真軟件中配置設計中所用的各種模塊，然后將程序載入，切換到運行模式進行調試。經(jīng)過對限制過程和要求的具體分析，我明確了具體的限制任務是在啟動吩咐下，汽車進入則可以進行自動刷洗，汽車離開則可以自動停止刷洗。確定了要完成的動作后，再確定動作的依次：有啟動一個輸入點和停止一個輸入點。按下啟動按鈕，啟動清洗機接觸器和水閥門，接著傳感器檢測汽車是否進入清洗范圍，進入則起先刷洗；汽車離開則停止刷洗，按下停止吩咐則清洗結束。當按下啟動按鈕SF1時輸入點I0.0接通，QO.