欧姆龙PLC自动洗衣机课程设计.doc

天津大学仁爱学院

PLC课程设计报告

设计题目：自动洗衣机

专业班级： 12级自动化1班
学生姓名：
学生学号：
指导教师： 张海玮 扈书亮
成绩：

2015年 9 月 17日

目录

引言……………………………………………………………………………………3
系统总体方案设计

系统设计方案 ………………………………………………………………………4

I/O端子表 …………………………………………………………………………4
控制系统设计
PLC时序图说明 …………………………………………………………………5

3.1.1启停控制 …………………………………………………………………5

3.1.2洗涤控制 …………………………………………………………………6

3.1.3脱水与漂洗过程 …………………………………………………………6

3.1.4 LED报警灯 ………………………………………………………………8

3.1.5数码管显示部分 …………………………………………………………9

四、系统调试及结果分析 ………………………………………………………………10

五、总结收获及心得 ……………………………………………………………………11

参考文献…………………………………………………………………………………12

附录 ……………………………………………………………………………………12

一、引言
在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用最为普遍。PLC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。它比传统继电器更稳定，更节能，更抗干扰。随着PLC功能的不断完善，性能价格比的不断提高，PLC的应用面也越来越广。目前，PLC已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工等各行各业中。特别适用于自动化和智能化的家用电器
本设计论文是用PLC作全自动洗衣机的控制核心，控制要求，利用PLC作的控制装置，根据按钮开关、限位开关或传感器等电器元件发出的输入信号作用下。经过用户程序的编译和逻辑运算，产生输出控制信号，输出信号经过输出控制线路可直接控制外部的负载系统，如电动机、接触器、电磁阀、指示灯等。
本次课设自动洗衣机需要实现的功能如下，首先洗衣机进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。其次，洗涤正、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。
PLC控制部分的要求,初始状态，按启动按钮开始进水。到达高水位时，停止进水，开始洗涤过程。洗涤时，波盘正转15s，停3s ；而后波盘反转15s，停3s。如此反复3次，完成一个洗涤过程。脱水时，水位先下降到低水位。开始脱水并继续排水，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干，脱水时间为10s。脱水完成后打开进水阀，进水15s，完成漂洗过程：正转5s，停3s，正转5s，停3s，反转5s，停3s，为一个漂洗过程；脱水10s；整个漂洗过程2遍。最后一次脱水完成后蜂鸣器报警5s，洗衣机自动停止。停止按钮用来手动随时停止洗衣机的运转。操作面板上设置启动按钮SB1、停止按钮SB2。数码显示洗衣机工作时间。可进行手动操作，按照需要设计洗涤时间（洗涤过程中的各时间不变）、脱水时间。
二、系统总体方案设计
系统设计方案
PLC控制具有实时性、信号处理时间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，可靠性高，丰富的I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便，PLC控制能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能，所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统设计的灵活性及控制系统的可靠性。

图2.1系统设计方案框图
I/O端子表

输入I
输出O
启动
0.00
进水阀
1.00
停止
0.03
电机正转
1.01
最高水位
0.01
电机反转
1.02
最低水位
0.02
出水阀门
1.03

脱水正转
1.04

漂洗正转
1.05

漂洗反转
1.06

脱水
1.07

LED报警灯
1.08

7段数码管个位
1.09—1.12

7段数码管十位
1.13—1.16

图2.2 I/O分配图
三、控制系统设计
3.1 PLC时序图说明
3.1.1启停控制

本段0.00为开始开关，开启后被1.00进水开关自锁，当水位达到最高水位，触发0.01，产生脉冲信号作用于1200.03，作用到后面的洗涤程序。

3.1.2洗涤控制

本段对正反转的控制采用时间继电器加内部辅助触点组合的方式进行控制，用输出点1.01与1.02分别控制两个接触器，从而完成正反转换相的操作，但有一个疏忽之处就是没有设置输出互锁，但存在一个3s的中断时间，所以影响较小。
3.1.3脱水与漂洗过程

本段因涉及进水和排水，故在进水阀和出水阀上设置互锁，防止出现边进水边出水，同时对于最低水位0.02的检测，采用DIFU将长信号变为脉冲，采用因在完成洗涤后有一次脱水指令，根据设计要求飘洗要执行两遍，故CNT0002设定值是3次后，进入结束程序
3.1.4 LED报警灯

报警灯采用时间继电器与计数器组合产生1s脉冲，从而使LED闪烁，设定值为亮0.5s与0.5s灭，循环5次。同时这个闪烁可以用P_1S脉冲信号替代。
3.1.5数码管显示部分

数码管部分记录从开机到完成洗涤的总时间，计时采用单位时间p_1s通过上升沿脉冲DIFU产生脉冲输出到1200.12，在加法器+BCL上，每收到一个脉冲，自加1，每个脉冲间隔1S，结果数将送到D0，通过移位寄存器MOVL，以1S为周期刷新D0，同时MOVL（498）与减法器-BCL配合，重置数据，每次开启和关断都将重置加法器，当正常停止加法器不清零。
四、系统调试及结果分析
程序大概框架完成耗费了大概5天时间，期间按照洗涤步骤分为4部分，依次进行，每编完一部分均需要上传PLC实机测试，期间出现大大小小的问题，下面就对几个遇到比较大的问题进行分析。
问题1.洗涤正反转只能循环一遍，第二遍反转环节失效。
解决方案：仔细检查程序没有逻辑错误，但上机发现为反转15S的时间继电器无法复位，导致下面的环节出现长通，无法循环，尝试加入下一个继电器的常闭开关到该时间继电器上问题解决。

问题2.漂洗过程中的15S注水结束，程序会跳至洗涤程序，同时漂洗程序也同时进行，甚至出现正反转同时导通。
解决方案：检查发现，注水完成时，注水阀1.00会触发漂洗的同时，也会同时触发洗涤过程。尝试在洗涤开始处和漂洗处互相加入常闭，从而构成互锁，完美解决问题。

问题3.时间显示初期，显示的数据在1s内，变换N多次，显示的两位数几乎是随机数据，但刷新时间是1S刷新一次。
解决方案：这个问题困扰了我好几天，因为对加法器和移位寄存器不是特别了解，所以几次尝试均失败了，通过求助于老师和网络，渐渐问题清晰起来，原来是P-1S的时间脉冲出的问题，1S的脉冲存在0.5S占空比，所以会导致加法器在0.5s内持续累积，造成乱码，将时间脉冲加入DIFU上升沿脉冲，占空比减小，加法器工作正常，终于计数也正常了。
五、总结收获及心得
通过本次课程设计，学到了编程是一个锻炼人耐心和细心的事，在这次设计中，程序指令都是平常用的指令，但出现的问题有的是因为常开写为常闭等等，但同时这次设计也对我PLC的知识面进行了一次检测，因为对PLC比较感兴趣，所以在上学期的PLC课程是我为数不多的一门认知听讲的课程，再加上PLC基础知识也并不难，所以在这次PLC课设中，编程比较顺利，同时也面临着一个老话题，知识了解不深入，能编出程序不代表程序就一定完美，这次课设的程序其实有好多地方可以更简单的解决，比如时间继电器循环可以不用内部辅助继电器，大量重复使用时间继电器，洗涤和漂洗的程序输出可以用2个点位的一下子占了4个点位，这些都是不完美的表现，所以，这次设计对我以后所从事的工作有很大启发，其中最多的是完成不代表完美，我所掌握的知识还是太少！
参考文献
[1] 周美兰，周封，忘岳宇·PLC电气控制与组态设计·北京：科学出版社，2003 
[2] 吴中俊，·可编程序控制器原理及应用·北京：机械工业出版社，2003 
[3] 张万忠，刘明芹·电器与PLC控制技术·北京：化学工业出版社。2003

附录：文件1 自动洗衣机V3.5.cxp
文件2 自动洗衣机V3.5.opt

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