工业洗衣机PLC专业课程设计.doc

目录一 PLC介绍11.1PLC介绍11.2 PLC特点2二 设计任务和要求32.1 设计任务32.2 设计要求32.3 实用价值和理论意义3三 硬件设计43.1 控制要求43.2 I/O分布表43.3 I/O分配及电气原理5四 软件设计64.1 设计方案64.2 设计分析74.3 自动洗衣机功效图和梯形图74.4控制系统模拟调试14五 结束15参考文件16一 PLC介绍1.1PLC介绍PLC可编程控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller，汉字全称为可编程控制器，它采取一类可编程存放器，用于其内部存放程序、实施逻辑运算、次序控制、定时、计数和算数操作等面向用户指令，并经过数字或模拟式输入/输出控制多种类型机械或生产过程。PLC是基于电子计算机，且适适用于工业现场工作电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，经过电路物理过程实现控制，而关键靠运行存放于PLC内存中程序，进行入出信息变换实现控制。入出信息变换、可靠物理实现，能够说是PLC实现控制两个基础关键点。入出信息变换靠运行存放于PLC内存中程序实现。PLCI/O电路，全部是专门设计。 PLC有多个I/O用点，通常也就有多少个I/O用电路。可编程控制器(PLC)以微处理器为关键，普遍采取依据继电接触器控制系统电气原理图编制梯形图语言进行程序设计，编程轻易，功效扩展方便，修改灵活,而且结构简单，抗干扰能力强。S7-200系列可编程控制器指令丰富，能够接多种输出、输入扩充设备，有丰富特殊扩展设备，其中模拟输入设备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系统要求和特点。经过对结构图分析，可知全自动洗衣机I/O点不多，选择小型S7-200，能够完全满足其要求。本设计选择S7-200为关键部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形图进行编程，实现了全自动洗衣机控制系统自动化。1.2 PLC特点(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备关键性能。PLC因为采取现代大规模集成电路技术，采取严格生产工艺制造，内部电路采取了优异抗干扰技术，含有很高可靠性。比如S7-200PLC平均无故障时间高达数万小时。部分使用冗余CPUPLC平均无故障工作时间则更长。从PLC机外电路来说，使用PLC组成控制系统，和相同规模继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已降低到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。另外，PLC带有硬件故障自我检测功效，出现故障时可立即发出警报信息。在应用软件中，应用者还能够编入外围器件故障自诊疗程序，使系统中除PLC以外电路及设备也取得故障自诊疗保护。这么，整个系统含有极高可靠性也就不奇怪了。(2)配套齐全，功效完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小多种规模系列化产品。能够用于多种规模工业控制场所。除了逻辑处理功效以外，现代PLC大多含有完善数据运算能力，可用于多种数字控制领域。多年来PLC功效单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等多种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC组成多种控制系统变得很轻易。(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业工控设备。它接口轻易，编程语言易于为工程技术人员接收。梯形图语言图形符号和表示方法和继电器电路图相当靠近，只用PLC少许开关量逻辑控制指令就能够方便地实现继电器电路功效。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。(4)系统设计、建造工作量小，维护方便，轻易改造PLC用存放逻辑替换接线逻辑，大大降低了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时维护也变得轻易起来。更关键是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量生产场所。(5)体积小，重量轻，能耗低因为体积小很轻易装入机械内部，是实现机电一体化理想控制设备。二 设计任务和要求2.1 设计任务 控制要求：某工业用洗衣机，其工作次序以下：（1）开启按钮后进水阀就开始进水；（2）当水满时传感器就停止进水；（3）波轮开始正转3S,然后反转3S,再正转3S一共转6分钟；（4）出水阀开始出水；（5）出水8S后停止出水，同时报警器报警，叫工作人员来取衣服；（6）按停止按钮报警器停止，并结束整个工作过程。2.2 设计要求 设计要求：（1）画出系统动作步骤图。 （2）设计外部输入/输出点（I/0）。 （3）画出PLC外部接线图。（4）请设计完整梯形图。2.3 实用价值和理论意义 自从全自动洗衣机诞生以来，其内部电路控制系统就不停被改善。设计方法也开始多个多样，从而使全自动洗衣机显得愈加智能化。洗衣机进水和排水分别用进水电磁阀和排水电磁阀来实施，进水时经过电控系统使阀打开，经过水管将水注入到外桶。排水时，经过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外，洗涤正转和反转由洗涤电动机驱动波盘正反转实现。水位开关用来检测是否抵达水位，开启按钮用来开启洗衣机工作，停止按钮用来实现停止声光报警。PLC编程简单易学，功效强大，性能稳定，抗干扰能力强而且PLC体积小巧，能耗低。所以经过试验证实，利用PLC完成对洗衣机控制，控制效果良好，控制性能稳定。三 硬件设计3.1 控制要求洗衣机开启后，开始进水，抵达水位后立即开始正传进行洗涤，正转洗涤3S后，开始反转，反转洗涤3S后再正转，反复进行，正反转洗满6分钟后，然后进行排水，排水8S后，洗衣机停止转动，同时洗衣机声警器报警，叫工作人员来取衣服。工作人员取完衣服，按下停止按钮，洗衣机停止工作。3.2 I/O分布表表3-1 I/O分布表I/O地址信号名称功效说明I0.0开启按钮开启洗衣机运行I0.1水位限制开关停止加水I0.2停止按钮停止洗衣机Q0.1电机正转开关洗衣机正向转动Q0.2电机反转开关洗衣机反向转动Q0.3进水阀使洗衣机进水Q0.4排水阀使洗衣机排水Q0.5报警开关控制发出警报3.3 I/O分配及电气原理图3-1自动洗衣机I/O分配及电气原理四 软件设计4.1 设计方案自动洗衣机过程包含开启、进水、洗涤和报警等功效。在实现控制过程中，多种采样信息全部是经过控制中心进行多种判定、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制实施机构，决定洗衣机工作状态。图4-1所表示，由PLC控制洗衣机多种动作步骤图。由图可知，PLC在系统中是处于中心位置，水位开关是PLC输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电机是洗衣机多种状态实施机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，电机正反转状态表明洗衣机处于洗涤状态。另外因为洗衣机工作过程是次序过程，所以利用PLC机控制系统是可行。 图4-1 洗衣机动作步骤图4.2 设计分析 依据自动洗衣机PLC控制系统程序工艺步骤图可知，实现自动控制需要设置3个定时器器和1个计数器。 T37-正转运行3S T38-反转远行3S T39-排水8S C0正反转运行次数 4.3 自动洗衣机功效图和梯形图功效图图4-2所表示，当按下开启按钮I0.0时，给水阀Q0.3得电开始工作；当达成限位开关I0.1时，给水阀停止工作，同时，洗衣机波轮正转Q0.1和定时器T37开始工作，3秒后，定时器停止工作，洗衣机反转Q0.2和定时器T38开始工作，正转停止工作。3S后，洗衣机正转控制Q0.1重新工作，360S后计数器动作，排水阀I0.2和定时器T39开始工作，同时，洗衣机洗涤状态停止。8S后，定时器T39动作，排水阀Q0.4停止工作，声光报警器Q0.5开始工作，呼叫工作人员来取衣服。当工作人员取完衣服，按下停止按钮I0.2，声光报警器停止工作，洗衣机结束全部工作状态。 图4-2 洗衣机工作次序功效图洗衣机工作梯形图以下图4-3图4-3 洗衣机工作梯形4.4控制系统模拟调试 五 结束 为期一周PLC课程设计结束了，在这一星期里，我感觉自己收获很大。首先，在完成自己课程设计过程中，我对书本知识又有了更深入掌握和认识，在对相关PLC编程利用过程中，对对应操作也有了更深刻掌握；最终，在把理论和实践相结合过程中，对于具体问题寻求处理方法，这全部要求自己能够具体问题具体分析。尤其是在处理一个现实控制问题时候才能把书上所学知识真正利用到现实中，从而锻炼自己碰到问题、思索问题、处理问题能力。这次课程设计是一次自我知识和能力检验，同时也是为以后积累一笔财富。 总来说，经过此次课程设计自己对PLC指令使用方法有了更深学习和体会，了解PLC控制系统设计全过程，熟悉PLC系统设计相关内容，掌握系统方法和步骤。 参考文件1 王莺.工业可编程控制器现实状况和发展趋势J .北京：航天技术和民品1999，5：30.2 潘元明.中国外全自动洗衣机现实状况J.家电大视野，11：92.3 吴中俊主编.可编程控制器原理及应用M .北京：机械工业出版社，.28-29.4 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中利用J .家用电器科技，4：52-54.5 蒋金周.全自动洗衣机PLC智能控制 J .北京：机电一体化，5:83-85.6 吴中俊.可编程序控制器原理及应用M.北京：机械工业出版社，.29-34.7 王永华.电气控制及PLC应用技术M .北京:北京航空航天大学出版社，.80-96.8 许谬.电气控制和PLC控制技术M .北京：.机械工业出版社，.153-154.