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全自动洗衣机PLC控制LC控制

作者:sky8002     文章来源:本站原创    更新时间:2007年06月06日     
内容预览

 

目录

 

摘要  ………………………………………………………………………………2

1PLC控制系统设计  ………………………………………………………3

1.1 PLC控制系统设计的基本原则   ……………………………………………3

1.2  PLC I/O模块的选择步骤与原则  …………………………………………3

2章 全自动洗衣机PLC控制 …………………………………………………6

2.1  课题内容  ……………………………………………………………………6

2.2  控制要求  ……………………………………………………………………7

2.3  点号表  ………………………………………………………………………8

2.4  梯形图  ………………………………………………………………………9

2.5梯形图程序调试 ………………………………………………………………13

3  课程设计总结  …………………………………………………………17

参考文献    ……………………………………………………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

摘要

 

PLC可编程序控制器:PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.

PLC是基于电子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。
    PLC
基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题。
    
入出信息变换、可靠物理实现,可以说是PLC实现控制的两个基本要点。
   
入出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改),又有用户自行开发的应用(用户)程序。系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求,就应有什么样的用户程序。
   
可靠物理实现主要靠输人(INPUT)及输出(OUTPUT)电路。PLCI/O电路,都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波,以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的,靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的,靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大,以足以带动一般的工业控制元器件,如电磁阀、接触器等等。
    I/O
电路是很多的,每一输入点或输出点都要有一个IO电路。PLC有多I/O用点,一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的,所以,所占体积并不大。
输入电路时刻监视着输入状况,并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。
   
输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的
   
这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线,并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位(bit)称之为输入继电器,或称软接点。这些位置成1,表示接点通,置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的,所以,它反映的就是输入状态。
  

 

 

 

 

 

1    PLC控制系统设计

 

1.1           PLC控制系统设计的基本原则

 

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。因此,在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则:

 1. 最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC控制系统的首要前提,这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究,收集控制现场的资料,收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合,拟定控制方案,共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行,是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑,以确保控制系统安全可靠。例如:应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行,而且在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等),也能正常工作。

3. 力求简单、经济、使用及维修方便

 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量,带来巨大的经济效益和社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此,在满足控制要求的前提下,一方面要注意不断地扩大工程的效益,另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济,而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低,不宜盲目追求自动化和高指标。

4. 适应发展的需要

    由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展和工艺的改进。

 

1.2           PLC I/O模块的选择步骤与原则

 

一般IO模块的价格占PLC价格的一半以上。PLCIO模块有开关量IO模块、模拟量IO模块及各种特殊功能模块等。不同的IO模块,其电路及功能也不同,直接影响PLC的应用范围和价格,应当根据实际需要加以选择。

1.2.1 开关量IO模块的选择

 1、 开关量输入模块的选择

开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号,将信号转换为PLC内部接受的低电压信号,并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面:

1)输入信号的类型及电压等级

开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短,还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接;交流输入模块可靠性好,适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

开关量输入模块的输入信号的电压等级有:直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合,如5V输入模块最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。

2)输入接线方式

开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式,如图6-2所示。

 

6-2开关量输入模块的接线方式

a)汇点式输入    b)分组式输入

汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端(COM);而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组,每一组(几个输入点)有一个公共端,各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高,如果输入信号之间不需要分隔,一般选用汇点式的。

3)注意同时接通的输入点数量

对于选用高密度的输入模块(32点、48点等),应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。

4)输入门槛电平

为了提高系统的可靠性,必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高,抗干扰能力越强,传输距离也越远,具体可参阅PLC说明书。

2、 开关量输出模块的选择

开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号,并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面:

1)输出方式

开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。

继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,又可用于直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强,但其属于有触点元件,动作速度较慢(驱动感性负载时,触点动作频率不得超过1HZ)、寿命较短、可靠性较差,只能适用于不频繁通断的场合。

对于频繁通断的负载,应该选用晶闸管输出或晶体管输出,它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载,而晶体管输出只能用于直流负载。

2)输出接线方式

开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式,如图6-3所示。

6-3 开关量输出模块的接线方式

  a)分组式输出   b)分隔式输出

分组式输出是几个输出点为一组,一组有一个公共端,各组之间是分隔的,可分别用于驱动不同电源的外部输出设备;分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端,各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出,也有分隔式输出。

 3)驱动能力

  开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节。

  4)注意同时接通的输出点数量

 选择开关量输出模块时,还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值,如一个220V2A的8点输出模块,每个输出点可承受2A的电流,但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8×2A),通常要比此值小得多。一般来讲,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。

  5)输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关

开关量输出模块的技术指标,它与不同的负载类型密切相关,特别是输出的最大电流。另外,晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低,在实际使用中也应注意。

1.2.2模拟量IO模块的选择

  模拟量IO模块的主要功能是数据转换,并与PLC内部总线相连,同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入(AD)模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量;模拟量输出(DA)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。

  典型模拟量IO模块的量程为-10V~+10V0~+10V4~20mA等,可根据实际需要选用,同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。

  一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块,可用来直接接收低电平信号(如RTD、热电偶等信号)。

1.2.3、特殊功能模块的选择

 目前,PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的IO模块,有的还推出了自带CPU的智能型IO模块,如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。

 

第二章   全自动洗衣机PLC控制

 

2.1    图控制程序的编制,并画出硬件接线图

 

2.1.1设计硬件连接线路图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.2设计功能顺序图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.2    控制要求

 

1、 按下启动按扭及水位选择开关,

2、 注水直到高(中、低)水位,关水
3
2秒后开始洗涤
4
、 洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2
5
、 如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30
6
、 开始清洗,重复(2)~(5),清洗两遍
7
、 清洗完成,报警3秒并自动停机
8
、 若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)
输入点:                                             输出点:
启动 10001         低水位检测 10009                  启动洗衣机 00001
停止 10002         手动排水 10010                    进水阀 00002
高水位 10003       手动脱水 10011                    正转 00003
中水位 10004                                         反转 00004                                          
低水位 10005                                         排水 00005

排空检测 10006                                       脱水 00006

高水位检测 10007                                     报警 00007
中水位检测 10008

 

 

 

 

 

 

2.3点号表

 x1            启动信号                y1          启动指令
 x2           
停止信号                y2          进水阀控制
 x3           
高水位                  y3          正转及脱水
 x4           
中水位                  y4          反转
 x5            
低水位                  y5          排水
 x6           
排空检测                y6          报警

x7            高水位检测
 x10          
中水位检测
 x11          
低水位检测
 x12          
手动排水
 x13          
手动脱水

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4梯形图

 

  


                

 

2.5  梯形图程序调试

按下启动按钮K4LED1亮;进水LED2亮,2秒后,转盘顺时针旋转动30秒,然后停2秒,转盘逆时针旋转转动30秒,停2秒;如此循环5次后排水,按PB进行排空检测,LED6亮;脱水30秒,LED7亮。清洗完成后报警3秒自动停机,LED8亮。

分析如下

1

初始脉冲M8002使初始状态S0置为1,当按驱动按钮X0.

先选择了水位,程序类型后再按X0起动的.

 

2

X04,选择的是全程序.

X05,选择的是简单程序.

本来是以X04为全程序, X04非作为简单程序,但在程序结束的时候,不能令M0置零.所以增加了X05作为简单程序的选择按钮.

 3

X01控制高水位,X01,起动M1,并自锁.

X02控制中水位,X02,起动M2,并自锁.

X03控制低水位,X03,起动M3,并自锁.

 

 

 

 

 

4

状态转入S0,C2,C3清零.

并且,M1+M2+M3X0作为对S20的转移条件.

 

 

5

状态转移到S20,驱动Y0(进水).

X2闭合,M11,状态转移S21;

X3闭合,M21,状态转移S31

X4闭合,M31,状态转移S41

 

 6

状态转移到S21,T0计时25(进水25),然后T01,状态转移到S22.

状态转移到S31,T1计时15(进水15),然后T11,状态转移到S22.

状态转移到S41,T2计时10(进水10),然后T21,状态转移到S22.

 

7

状态转移到S22,Y0清除指令,即停止进水.Y0停止时,Y0非置1,状态转移到S23.

 

 

8

状态转移到S23,如果选择的是全程序  (X04),那么对C0清零.

              如果选择的是简单程序(X05),那么对C1清零.

CO,C1非置1,状态转移到S24.

 

9

状态转移到S24,起动Y02(电机正转),T3计时3.计时完毕状态转移到S25.正转完毕.

 

 

 

 

 

 

 

10

状态转移到S25,起动Y03(电机反转),T4计时2.

计时完毕后,无论选择的是全程序还是简单程序(无论按X04还是X05)状态都转移到S26.

 11

状态转移到S26,T5计时1,然后T51.

如果选择的是全程序  (X04),那么C0计数,当计数不够200次时,状态转移到S24.计数满200次时,状态转移到S27.

如果选择的是简单程序(X05),那么C1计数,当计数不够100次时,状态转移到S24.计数满100次时,状态转移到S27.

 

 12

状态转移到S27,起动Y01(排水).T7计时20,然后T71,状态转移到S28.

 

  13

状态转移到S28,起动Y04(脱水),T8计时10.

如果选择的是全程序  (X04),那么C2计数,当计数不够3次时,状态转移到S20.计数满3次时,状态转移到S0.

如果选择的是简单程序(X05),那么C3计数,当计数不够2次时,状态转移到S20.计数满2次时,状态转移到S0.

步进阶梯结束.

程序结束.

 

 

 

 

 

 

 

3    课程设计总结

 

随着毕业日子的到来,课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。
     在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。
     我的心得也就这么多了,总之,不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多,真是万事开头难,不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外,还得出一个结论:知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
     在此要感谢我们的指导老师罗老师、朱老师和李老师对我们悉心的指导,感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我终身受益。

 

 

 

 

 

 

 

 

参考文献:

[1]  蒋金周   全自动洗衣机的PC智能控制    机电一体化

[2] 谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计   电子工业出版社

[3]  吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用   .家用电器科技,2000

[4]  廖常初  可编程序控制器应用技术(第四版)  重庆大学出版社  2002

[5]  自动化网论坛,全自动洗衣机PLC控制

http://bbs.zidonghua.com.cn/read.php?tid=1434&fpage=&toread=&page=5

 

[6] PLC之家网站:http://www.plc100.com

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