跑道指引灯自动清洗系统设计.doc

1、 本科生毕业论文（设计） 中文题目 跑道指引灯自动清洗系统设计 中文摘要 作者根据国内外跑道指引灯自动清洗的设计情况，依照 工作实际需求和 清洗 目标 ， 完成跑道指引灯自动 清洗装置的控制系统 的设计 ，并 按照需 求 设计工作 流程。 本文详细讲解了利用西门子 PLC S7-200 的跑道指引灯自动清洗系统的实现流程，从硬件搭建与软件仿真两方面论述。装置采用立式结构安装，外设热风扇、电动刷及电磁水箱，用来实现系统烘干和清洗的任务。从机具有数据处理功能，能够测量指引灯的 光照强度，反馈其清洁程度，及时控制系 统的运行。使用西门子触摸屏设计方便、直观的人机界面，全面提高系统的控制水平以及自动运

2、行能力。 关键词 清洗 自动 人机界面 可编程 外文摘要 Title Design of the automatic cleaning system for the runway light Abstract Author according to the domestic and foreign runway guide lamp automatic cleaning of the design, according to the cleaning requirements and actual need of work, runway design guide lamp automatic

3、 cleaning device control system, and according to the needs of the development of cleaning process. This paper explains the realization process of the automatic cleaning system of the runway guided light by SIEMENS S7-200 PLC, and discusses the two aspects of the hardware and software simulation. Th

4、e main engine adopts the fixed structure, the peripheral drying heat fan, the electric brush and the electromagnetic water tank, for the purpose of cleaning and drying the system. From machine with data processing function, can measure the light intensity of the light intensity, feedback its cleanne

5、ss, and control the running of the system in time. Use SIEMENS touch screen to design the operation interface of the intuitive and easy, improve the control level and automatic operation ability of the system. Keywords Clean Automatic Interface Programmable 目 录 1 绪论 .1 1.1 背景与意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2

6、1.2.1 国内外技术概况 . 2 1.2.2 发展趋势或当前存在的问题 . 3 1.3 本文的研究内容 . 4 1.4 工作安排 . 5 2 系统整体设计 .5 2.1 方案的选择 . 5 2.2 PLC 的介绍 . 6 3 系统的硬件设计 .8 3.1 系统整体结构 . 8 3.2 采集模块 . 10 3.2.1 光强的检测 . 10 3.2.2 模拟量扩展模块 . 11 3.3 执行模块 . 13 3.3.1 喷水 . 13 3.3.2 刷洗 . 13 3.3.3 烘干 . 13 3.4 接口界面设计 . 14 3.5 硬件设计总结 . 15 4 系统软件设计 .16 4.1 软件设计逻

7、辑 . 16 4.2 系统控制分析 . 17 4.3 输入 /输出、变量分配 . 18 4.4 重要程序说明 . 19 4.5 软件整体设计 . 22 5 整体调试 .23 5.1 硬件测验 . 23 5.1.1 光强变送器调试 . 23 5.1.2 电 磁水箱调试 . 23 5.1.3 电动刷子调试 . 23 5.1.4 烘干风扇调试 . 23 5.2 软件调试 . 24 5.3 综合调试 . 24 总结 . 26 参考文献 . 27 致谢 .错误 !未定义书签。 附录 A .错误 !未定义书签。 1 1 绪论 1.1 背景与意义 20 世纪，人们发明了飞机 ,随着社会的进步 ,飞机早就融入

8、了人们的生活。飞机起 初是国家武装力量的重要保障，现在也广泛应用于民用中 ,所以保证飞机的安全至关重要。 跑道指引灯， 还被称为 机场助航灯，它关系到飞机 的 安全 方面 的问题 1。 跑道指引灯和地标相似，都归类为机场里面的辅助装置，它 的任务是为了稳定地指引飞机平稳地着陆，特别对于飞机飞行在周围清晰度差的情况。飞行员依附这些灯光的提示，单纯凭借目光察看，可以在晚上、黑暗环境及天气因素等前方不清晰的情况下，掌握机场飞行跑道的准确位置信息，从而操控飞机安全地着陆。 飞机在降落或者是飞起来的过程中，由于滑行路面与机轮之间存在接触，摩擦速度很快会产生固体颗粒。不单单如此，尾气排放也会造成污染，污染

9、物落在灯罩表面，长时间形成污垢。跑道 灯的亮度便 因此 相对地下降 ，光线强度的变化会直接影响飞机驾驶员的目视判断。所以跑道灯的清洁维护变得尤为重要，及时对跑道 灯表面的清洗工作直接影响到飞机安全着陆问题。 目前，机场一般选择光源的光强控制系统是基于白炽灯，基于跑道灯的清理预期设计了一套自动清洗系统。 该清洗控制系统可以完成飞机指引灯的全自动清洗 ,并且清洗次数可以根据灯光目标亮度进行调整。 2 1.2 国内外研究现状 1.2.1 国内外技术概况 人们生活与清洗紧密联系，清洗在中国工业方面，从简单的、落后的、传统的清洗成为了一个产业的现代化专业技术的必须，发展成 我国现代化工业和当今社会文明的

10、主流趋势 2。 清洗按照涉及方面不一样被划分成工用和日用 2 种清洗形式；清洗的工用是指在 工业操作流程用到的洗涤，而日用洗涤是老百姓平时生活中密不可分的行为。工用清洗按照精细程度可以划为一般、精细和超细精三种方式；一般清洗主要针对较大固体颗粒；精细清洗主要针对细小的颗粒物；超精细洗涤能清除微小粒子 3。 尽管大家日常生活离不开清洗这一行为 ,但中国清洗行业的理念呈现的却很晚很晚， 1980 年之前还没有。 20 世纪 90 年代初，北京大学等部门在从前的环保局号召下，而且获取了国家的允许，在相关国家方案里第一次建议清洗事业理念。 这几年 ,跟着经济能力的升高及科技成长 ,清洗事业已经慢慢走近

11、人们的视线中。到现在 , 国内已经有千余家企业投入到研制设备用于清洗的大潮中。我国在这个行业普遍处于手工和化学溶剂等方式 ,其中化学方式占据我国清洗市场 70%之多 ,但是其不仅浪费时间和资源 ,也会威胁操作人员的安全。中国在航空航天方面 ,落后的手工清洗工艺一直存在 ,还有就是运用了很多地化学洗涤溶剂 ,这类方法不单单浪费的洗涤剂资源，还会对身体健康和生活环境造成不良影响。 3 在飞机的清洗方面，很多国家都已经掌握了高超的技术水平，并且具有成熟的操作装置。普拉特惠特尼公司（隶属加拿大）制造了一套系统用于全自动清洗 ,应用其在飞机发动机清洗方面有了 较好的效果。它通过清水的高压化替换了从前的化

12、学工业溶剂 4,降低花销 ,并且无污染 ,同时能够在短时间内处理曾经繁琐的流程 ,大大降低整体的工作时间。马格纳斯清洗机由美国航空公司生产，它通过特殊溶剂和水溶液 ,能够用 2 小时完成发动机轴承洗涤工作 ,提高了 5 倍工作效率，而过去的工作方式耗时大约 8 时 5。 由于中国经济的进步和科学水平的提高，目前有很多洗涤装置的研究和制造。其中对于灯罩的洗涤，在汽车行业获得了普及。汽车大 灯 在市面上的 清洗装置 ，通过 出水口 设计 ，随时 对 前灯 上的 灰尘 等 污垢 进行清洗，普遍采用高压擦洗，得到广泛 的认可 。 由于文明的进步 ,大家开始发现这个行业的未来前景 ,它既体现了我国科技的

13、先进，也映射出国民生活质量 6。 1.2.2 发展趋势或当前存在的问题 目前国内外对于跑道指引灯的清洗一般依赖人工操作和喷淋式 清洗 。 前者用工业介质和水通过人为擦拭的方式，后者是在指引灯周围布置若干喷嘴 7-8，水泵将洗涤剂加压至喷嘴对灯罩外观冲洗达到去污目的。 人工操作效率低，由于天气的变化，尤其北方寒冷地区，往往会因为擦拭不干导致灯上面会形成冰层，严重影响跑道灯的亮度。喷涌方法4 效果差，浪费资源。 综上所述，开展机场指引灯自动清 洗系统的设计和研制不但有助于飞机安全，还能实现无污染操作，响应绿色工业事业。 1.3 本文的研究内容 本文主要负责跑道指引灯自动清洗装置的研制： （ 1 ）

14、设计一种检测方案反映跑道灯是否符合规定的亮度，根据其亮度值及时对跑道灯进行清洗。 （ 2 ）设计一种洗涤流程，全面迅速地完成灯罩清洁工作。 （ 3 ）设计快速的烘干方式，对灯罩进行干燥处理。 （ 4 ） 系统优化调试，实现减排。 基于西门子公司的 s7-200，设计一套跑道指引灯自动清洗系统。将跑道灯置于装置中，检测装置测试跑道灯光照强度，判断其清洁程度，不达 标进行清洗，主控装置控制转盘转动，驱动电刷和水枪对灯罩各个方位进行清洗，清洗周期结束，主机控制回收装置收集污水并控制热风扇烘干灯罩，检测装置再次进行达标测试并重复以上流程直至清洗彻底。 系统整体设计要求高效，主要从效果和控制考虑，具体设计指标如下： （ 1）检测装置通过数据采集和数模转换获得跑道灯的光照强度，