plc控制全自动洗衣机

plc控制全自动洗衣机 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 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。 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。PLC的I/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I或O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 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 摘要:随着现代经济的发展和科学技术的进步，人们对日用家电的智能化、自动化的要求来越高，因此设计了利用PLC来控制的洗衣机，实现了从加水洗涤到脱水排水的全自动控制。 PLC编程简单易学，功能强大，性能稳定，抗干扰能力强而且PLC的体积小巧，能耗低。所以通过实验，利用PLC完成对洗衣机的控制，控制效果良好，控制性能稳定。 一、课程设计的目的与要求 通过PLC课程设计，进一步掌握PLC的原理和系统设计方法。培养和锻炼应用PLC的能力。为今后实际应用和设计PLC系统打下良好的基础。 要求了解PLC控制系统设计的全过程，熟悉PLC系统设计的相关内容，掌握系统的方法和步骤。主要包括:系统工艺过程和控制要求;系统分析和论证、系统功能图;硬件设计、程序设计;系统的调试步骤和方法。完成一个小型系统上位机和下位机的设计。 二、设计正文 1 控制系统分析 1(1工艺过程和控制要求 (1) 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高(中、 低)水 位，自动关闭 (2)2秒后开始洗涤 (3)洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 (4) 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 (5) 开始清洗，重复(1),(4)，清洗两遍 (6) 清洗完成，报警3秒并自动停机 (7) 若按下停车按扭，可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数) 1. 2方案论证 2 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 系统一:单片机控制系统 单片机基于芯片级的控制系统，而单片机是基于板级的控制系统或模块级的控制系统。单片机控制系统属于底层开发，而设计PLC控制系统是在成品的单片机控制系统上进行的二次开发。 设计开发一个单片机控制系统要比设计开发一个单片机系统工作量大。PLC软件设计使用工业编程语言，相对来说比较简单。进行系统调试时，因为有好的工程工具(软件和计算机)帮助，所以也非常容易。 系统二:DCS集散控制系统 DCS集散控制系统是集4C技术于一体的监控系统。它主要用于大规模的连续过程控制系统中，其核心是通信，即数据公路。从上到下的树状大系统，其中通信是关键;控制站连接计算机与现场仪表，控制装置等设备;整个系统是树状拓扑和并行链路结构;DCS是控制(工程师站)，操作(操作员站)，现场仪表(现场测控站)的3级结构。 PLC最适合在以快关量为主的系统中使用。再后来他能完成DCS的功能。价格比较便宜，所以许多过程控制系统中PLC也得到了广泛的应用。现代的DCS和PLC的区别已越来越小。DCS处理连续量和开关量的能力都很强。PLC处理连续量的能力也越来越大，大型PLC系统结构上也是分布式的。 系统三:FCS现场总线 FCS现场总线已彻底的开放性，全数字化信号系统和高性能的通信系统。他可以在本质安全、危险区域、易变过程等过程控制系统中使用;现场设备高度智能化，提供全数字信号;控制功能彻底分散。 PLC的应用现状: PLC是以自动控制技术、微计算机技术、和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，随着微处理器技术的发展，PLC得到了迅速的发展，也在社会各领域的生产训得到了越来越多的应用。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 3 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 2模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5数据处理 现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化 4 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产 的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 启动 10001 启动洗衣机 00001 停止 10002 进水阀 00002 高水位 10003 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 低水位检测 10009 手动排水 10010 手动脱水 10011 I0.0 启动信号 I0.1 停止信号 I0.2 高水位 I0.3 中水位 I0.4 低水位 I0.5 排空检测 I0.6 高水位检测 I0.7 中水位检测 I1.0 低水位检测 I1.1 手动排水 I1.2 手动脱水 Q0.0 启动指令 Q0.1 进水阀控制 5 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - Q0.2 正转及脱水 Q0.3 反转 Q0.4 排水 Q0.5 报警 M0.1 开始洗涤 转: 二、控制要求: (1) 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高(中、 低)水 位，关水 (2)2秒后开始洗涤 (3)洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 (4) 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 (5) 开始清洗，重复(1),(4)，清洗两遍 (6) 清洗完成，报警3秒并自动停机 (7) 若按下停车按扭，可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数) 6 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 7 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 8 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 9 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 10 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - NETWORK 1 //开始洗涤 //开始洗涤，M0.1为洗涤状态;M0.2为每次洗涤(共四次)的状态;M0.3为进水阀控制; LD I0.0 AN C2 AN I0.1 = M0.1 NETWORK 2 //进水阀控制 // //进水阀控制 // LD M0.1 EU 11 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - LD I0.5 EU OLD O M0.3 AN M0.2 = M0.3 NETWORK 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A M0.3 = Q0.1 NETWORK 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20 NETWORK 5 LD T37 O M0.2 AN C1 A M0.1 = M0.2 NETWORK 6 //正转及脱水控制 //正转及脱水控制 LD M0.2 12 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - AN T38 AN Q0.3 A M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD = Q0.2 NETWORK 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300 NETWORK 8 //反转控制 //反转控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A M0.1 = Q0.3 NETWORK 9 LD Q0.3 TON T39, +300 NETWORK 10 LD T39 ED 13 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - LD T40 ED CTU C1, +5 NETWORK 11 //出水阀控制 //出水阀控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD = Q0.4 NETWORK 12 //脱水计时 //脱水计时 LD I0.5 TON T40, +300 NETWORK 13 //洗涤和漂洗计数 //洗涤和漂洗计数 LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3 NETWORK 14 //报警输出 //报警输出 1、 按下启动按扭及水位选择开关 2、开始进水直到高(中、 低)水位，关水 14 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 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秒 5、 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 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，可手动排水和手动脱水 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高(中、 低)水 位，自动关闭 (2)2秒后开始洗涤 (3)洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 (4) 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 (5) 开始清洗，重复(1),(4)，清洗两遍 (6) 清洗完成，报警3秒并自动停机 (7) 若按下停车按扭，可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数) 15 - 河北交通职业技术学院毕业设计 - 16