PLC工業(yè)洗衣機課程設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.課程設計的目的實訓目的：l 熟悉步進順空指令的編程方法l 掌握單流程程序的編制l 掌握工業(yè)洗衣機的課程設計及其外部接線1.1 PLC概況可編程控制器（Programmable Controller）簡稱PC。個人計算機（Personal Computer）也簡稱PC。為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可編程控制器叫做PLC（Programmable logic Controller）。國際電工委員會在1987年頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部

2、存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！保?）可編程控制器是“數(shù)字運算操作的電子裝置”，其中帶有“可以編制程序的存儲器”，可以進行“邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算”工作，可以認為可編程控制器具有計算機的基本特征。（2）可編程控制器是“為工業(yè)環(huán)境下應用”而設計的計算機。工業(yè)環(huán)境和一般辦公環(huán)境有很大的區(qū)別，PLC具有特殊的構(gòu)造，使它能在高粉塵、高噪音、強電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。為了能控制“機械

3、或生產(chǎn)過程”，它又要能“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體”這些都是個人計算機不可能做到的。（3）可編程控制器能控制“各種類型”的工業(yè)設備及生產(chǎn)過程。它“易于擴展其功能”，它的程序能根據(jù)控制對象的不同要求，讓使用者“可以編制程序”。1.2 PLC的特點PLC的特點如下：1、可靠性高，抗干擾能力強2、配套齊全，功能完善，適用性強3、易學易用，深受工程技術(shù)人員歡迎4、系統(tǒng)設計周期短，維護方便，改造容易5、體積小，重量輕，能耗低。PLC的應用領(lǐng)域：目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、汽紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為：開關(guān)量的邏輯控制

4、、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理和通信及聯(lián)網(wǎng)。1.3PLC的發(fā)展：為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/

5、O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。為了加強聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語

6、言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。2課程設計題目描述和要求課程設計題目：工業(yè)洗衣機PLC控制系統(tǒng)設計2.1 控制要求啟動后，洗衣機進水，高水位開關(guān)動作時，開始洗滌；正轉(zhuǎn)洗滌19s，暫停2s后反轉(zhuǎn)洗滌19s，暫停2s再正轉(zhuǎn)洗滌，如此循環(huán)3次，洗滌結(jié)束；然后排水，當水位下降到低水位開關(guān)時進行脫水（同時排水），脫水時間8s，這樣完成一個大循環(huán)。經(jīng)過3次大循環(huán)后洗衣結(jié)束，并發(fā)出信號，10s后信號停止，自動停機。2.2控制流程圖 根據(jù)控制要求，畫出

7、控制流程圖2.2，如下： 控制流程圖2.23課程設計報告內(nèi)容3.1 PLC的選用選用三菱FX2N PLC，因為其經(jīng)濟且實用性強。3.2 I/O設備的選擇：采用I/O總點數(shù)為48的PLC設備，其運用范圍更廣。3.3 I/O分配將工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)的各種輸入輸出元件分配給PLC輸入輸出端子如下：輸入： 輸出：X000：啟動按鈕 Y000：進水電磁閥X001：停止開關(guān) Y001：排水電磁閥X002：高水位開關(guān) Y002：脫水電磁閥X003：低水位開關(guān) Y003：報警信號燈Y004：電機正轉(zhuǎn)Y005：電機反轉(zhuǎn)3.4系統(tǒng)接線圖根據(jù)要求，畫出系統(tǒng)接線圖3.1，如下： 系統(tǒng)接線圖3.13.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)系

8、統(tǒng)接線圖，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.53.3 梯形圖根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，畫出梯形圖3.31：梯形圖3.313.4 指令表根據(jù)梯形圖，寫出指令表，如下：3.5 程序調(diào)試有別于計算機所采用的等待命令的工作方式，PLC工作時采取循環(huán)掃描。將編制好的梯形圖導入到FXGP_WIN/C軟件中，按操作步驟，進行監(jiān)控、運行，發(fā)現(xiàn)了不少問題，問題大部分出在程序的編制中。下面是調(diào)試的過程：接通電源按下啟動按鈕X0，M8002放出一個周期的初始脈沖使S20S29全部復位，第一步S20進水，當水位觸動X2高水位開關(guān)時，進入S21開始洗滌，首先正轉(zhuǎn)19s（通過T0計時）,Y4接通，然后暫停2s（T1計時），之后Y5

9、接通反轉(zhuǎn)19s（T2計時），接著暫停2s（T3計時），這是一個洗滌過程的循環(huán)通過計數(shù)器C0計數(shù)，經(jīng)過3次洗滌后進入S26過程排水Y1接通，當水位過低觸動低水位開關(guān)X3進入脫水過程持續(xù)8s（T4計時），全過程完成為一個大循環(huán)由C1計數(shù)，經(jīng)過3次大循環(huán)洗滌過程結(jié)束，進入S29，10s的Y3指示燈報警過程；全過程結(jié)束程序執(zhí)行完畢.在調(diào)試過程中，首先，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的程序，無法再修改，只好將程序重新輸入了一遍。第二，在第一次監(jiān)控運行時，我發(fā)現(xiàn)程序走到第一個小循環(huán)時，計數(shù)器C0不計數(shù)，只是不斷重復小循環(huán)，檢查程序時發(fā)現(xiàn)原因，是將LD C0和LDI C0的位置寫錯了，為了防止混淆，將判斷小循環(huán)的地方改

10、為兩個步驟，用轉(zhuǎn)移指令表示。第三，在程序運行結(jié)束后，按下X1停止按鈕，觀察計數(shù)器是否清零，這個步驟我們對了，在老師的啟發(fā)下，我們思考了在洗衣機中斷后，如何使程序接著運行，而不是又重新開始。初步設想采用有斷電保護功能的輔助繼電器?？偟膩碚f，這次的調(diào)試過程是比較順利的，通過實踐，也讓我們對PLC有了更加深入的理解。4.總結(jié) 該系統(tǒng)采用PLC 為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測試方法可靠，它具有較強的靈活性，提高了設備運行的可靠性，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項技術(shù)開發(fā)的同步性，提高了勞動效率，達到了良好的經(jīng)濟效果。此外，PLC 可以重復使用，降低了測試經(jīng)費。它的靈活性、操作方便性也方便測試者隨時輸入、調(diào)試和

11、修改控制程序。PLC 又設有串行接口，方便地與計算機進行連接，組成測控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護和使用帶來了很大方便。 通過本系統(tǒng)的設計，我對三菱FX2N系列PLC的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了三菱FX2N系列PLC的特點，對按鈕、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。該系統(tǒng)采用PLC 為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測試方法可靠，它具有較強的靈活性，提高了設備運行的可靠性，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項技術(shù)開發(fā)的同步性，提高了勞動效率，達到了良好的經(jīng)濟效果。此外，PLC 可以重復使用，降低了測試經(jīng)費。它靈活性、操作方便性也方便測試者隨時輸入、調(diào)試和修改控制程序。PLC 又設有串行接口，方便地與計算機進行連接，組成測控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護和使用帶來了很大方便。但與此同時，該系統(tǒng)還有很多地方需要完善和進一步加強。例如，洗衣過程中有些衣物的洗滌對水溫也有要求，這就需要添加個溫度傳感器，并把相應的程序添加進去；不同衣物洗滌時有不同的洗滌強度要求，這就要求全自動洗衣機在正常工作模式下有不同的工作模式，如“強洗”、“標準”、“輕洗”。隨著現(xiàn)在人們生活的快節(jié)奏，對全自動洗衣機要求越來越高，有些高級白領(lǐng)和工作狂們就需要一臺衣服放入洗衣機，設定參數(shù)后就能在一段時間后洗滌完畢，并且無需照看、添加洗衣粉，洗滌完畢就自動烘干，拿出來就可即穿的。這就