工業(yè)洗衣機PLC課程設(shè)計

1、目錄PLC的介紹1.1 PLC的簡介11.2 PLC的特點22 設(shè)計任務(wù)與要求32.1 設(shè)計任務(wù)32.2 設(shè)計要求32.3 實用價值與理論意義33 硬件設(shè)計43.1 控制要求43.2 I/O分布表43.3 I/O分配及電氣原理5軟件設(shè)計3.4 設(shè)計方案63.5 設(shè)計分析73.6 自動洗衣機功能圖與梯形圖73.7 控制系統(tǒng)的模擬調(diào)試14五結(jié)束1516參考文獻.PLC的介紹1.1 PLC的簡介PLC可編程控制器：PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算數(shù)操作等面

2、向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序，進行入出信息變換實現(xiàn)控制。入出信息變換、可靠物理實現(xiàn)，可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點。入出信息變換靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC的I/O電路，都是專門設(shè)計的。PLC有多個I/O用點，一般也就有多少個I/O用電路?？删幊炭刂破?PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，編程容易，功能擴展方便，

3、修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強。S7-200系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設(shè)備，有豐富的特殊擴展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇小型的S7-200,可以完全滿足其要求。本設(shè)計選擇S7-200為核心部件，著重進行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖進行編程，實現(xiàn)了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。1.2 PLC的特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性

4、。例如S7-200PLC平均無故障時間高達數(shù)萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。止匕外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合

5、。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CN件各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便

6、之門。(4) 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。(5) 體積小，重量輕，能耗低由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。二設(shè)計任務(wù)與要求2.1 設(shè)計任務(wù)控制要求：某工業(yè)用洗衣機，其工作順序如下：（ 1）啟動按鈕后進水閥就開始進水；（ 2）當(dāng)水滿時傳感器就停止進水；（3）波輪開始正轉(zhuǎn)3S,然后反轉(zhuǎn)3S,再正轉(zhuǎn)3s一共轉(zhuǎn)6分鐘；（ 4）出水閥開始出水；（ 5）出水

7、8s后停止出水，同時報警器報警，叫工作人員來取衣服；（6）按停止按鈕報警器停止，并結(jié)束整個工作過程。2.2 設(shè)計要求設(shè)計要求：（ 1）畫出系統(tǒng)動作流程圖。（ 2）設(shè)計外部輸入/輸出點（I/0）。（ 3）畫出PLC外部接線圖。（ 4）請設(shè)計完整的梯形圖。2.3 實用價值與理論意義自從全自動洗衣機誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機顯得更加智能化。洗衣機的進水和排水分別用進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行，進水時通過電控系統(tǒng)使閥打開，經(jīng)過水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外，洗滌正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正反轉(zhuǎn)

8、實現(xiàn)。水位開關(guān)用來檢測是否到達水位，啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)停止聲光報警。PLC編程簡單易學(xué)，功能強大，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強而且PLC的體積小巧，能耗低。所以通過實驗證明，利用PLC完成對洗衣機的控制，控制效果良好，控制性能穩(wěn)定。三硬件設(shè)計3.1 控制要求洗衣機啟動后，開始進水，到達水位后立即開始正傳進行洗滌，正轉(zhuǎn)洗滌3s后,開始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)洗滌3s后再正轉(zhuǎn)，重復(fù)進行，正反轉(zhuǎn)洗滿6分鐘后，然后進行排水，排水8s后，洗衣機停止轉(zhuǎn)動，同時洗衣機聲警器報警，叫工作人員來取衣服。工作人員取完衣服，按下停止按鈕，洗衣機停止工作。3.2 I/O分布表表3-1I/O分布表I/O地址信號名

9、稱功能說明I0.0啟動按鈕開啟洗衣機運行I0.1水位限制開關(guān)停止加水I0.2停止按鈕停止洗衣機Q0.1電機止轉(zhuǎn)開關(guān)洗衣機正1可轉(zhuǎn)動Q0.2電機反轉(zhuǎn)開關(guān)洗衣機反1可轉(zhuǎn)動Q0.3進水閥使洗衣機進水Q0.4排水閥使洗衣機排水Q0.5報警開關(guān)控制發(fā)出警報3.3 I/O分配及電氣原理L O2 3 4 541Iso.so.0.O.NI Q Q Q Q Q Qo 2MSSO-+ 1 I I I q _SElA*F K圖3-1自動洗衣機I/O分配及電氣原理四軟件設(shè)計4.1 設(shè)計方案自動洗衣機的過程包括啟動、進水、洗滌和報警等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息

10、線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖4-1所示，由PLC控制洗衣機各種動作流程圖。由圖可知，PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關(guān)是PLC的輸入信號控制開關(guān)，進水閥、排水閥和電機是洗衣機各種狀態(tài)的執(zhí)行機構(gòu)。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電機的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定的，電機的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)表明洗衣機處于洗滌狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用PLC機的控制系統(tǒng)是可行的。圖4-1洗衣機動作流程圖4.2 設(shè)計分析根據(jù)自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)程序工藝流程圖可知，實現(xiàn)自動控制需要設(shè)置3個定時器器與1個計數(shù)器。T37-正轉(zhuǎn)運行3ST3

11、8-反轉(zhuǎn)遠(yuǎn)行3ST39-排水8SC0正反轉(zhuǎn)運行次數(shù)4.3 自動洗衣機功能圖與梯形圖功能圖如圖4-2所示，當(dāng)按下啟動按鈕I0.0時，給水閥Q0.3得電開始工作；當(dāng)達到限位開關(guān)I0.1時，給水閥停止工作，同時，洗衣機波輪正轉(zhuǎn)Q0.1與定時器T37開始工作，3秒后，定時器停止工作，洗衣機反轉(zhuǎn)Q0.2與定時器T38開始工作，正轉(zhuǎn)停止工作。3s后，洗衣機正轉(zhuǎn)控制Q0.1重新工作，360S后計數(shù)器動作，排水閥I0.2和定時器T39開始工作，同時，洗衣機洗滌狀態(tài)停止。8s后，定時器T39動作，排水閥Q0.4停止工作，聲光報警器Q0.5開始工作，呼叫工作人員來取衣服。當(dāng)工作人員取完衣服，按下停止按鈕I0.2，

12、聲光報警器停止工作，洗衣機結(jié)束所有工作狀態(tài)。圖4-2洗衣機工作順序功能圖洗衣機工作梯形圖如下圖4-3Ne'tworlcSSC.1SCRNe-tvrork16<SCRE)SO. 4SCRSO.010.2SCRTNetwork24ccCUCTVRFVNetwork25=0.3IISMO.1IISO.060-II圖4-3洗衣機工作梯形4.4控制系統(tǒng)的模擬調(diào)試五結(jié)束為期一周的PLC課程設(shè)計結(jié)束了，在這一星期里，我感覺自己收獲很大。首先，在完成自己課程設(shè)計的過程中，我對課本知識又有了更進一步的掌握和認(rèn)識，在對有關(guān)PLC編程的運用過程中，對相應(yīng)的操作也有了更深刻的掌握；最后，在把理論與實踐相

13、結(jié)合的過程中，對于具體問題尋求解決方法，這都要求自己能夠具體問題具體分析。特別是在解決一個現(xiàn)實控制問題的時候才能把書上所學(xué)的知識真正的運用到現(xiàn)實中，從而鍛煉自己遇到問題、思考問題、解決問題的能力。這次的課程設(shè)計是一次自我知識和能力的檢驗，同時也是為以后積累的一筆財富?？偟膩碚f，通過本次課程設(shè)計自己對PLC指令的用法有了更深的學(xué)習(xí)和體會，了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的全過程，熟悉PLC系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，掌握系統(tǒng)的方法和步驟。參考文獻1 王鶯.工業(yè)可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.北京：航天技術(shù)與民品1999，5：30.2 潘元明.國內(nèi)外全自動洗衣機現(xiàn)狀J.家電大視野，2003，11：92.3 吳中俊主編.可編程控制器原理及應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.28-29.4 吳存宏.淺談PLC在