PLC全自动洗衣机课程设计(26页).doc

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1、-目 录前 言1第一章 全自动洗衣机控制系统方案.2 1.1 PLC控制系统的设计的基本准则.3 1.2 PLC的简要介绍.4 1.3 PLC的控制特点 5 1.4洗衣机的PLC控制系统6 1.5 控制系统理论7 1.6主电路原理图.第二章 可编程控制器的硬件设计 2.1可编程控制器的选择. 2.2可编程控制器I/O口分配表 2.3外部接线图.第三章 可编程控制器的软件设计.3.1 全自动洗衣机的控制要求3.2 洗衣机工作流程图33控制系统的梯形图.第四章 课程设计体会参考文献.前 言随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们

2、的生活。洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，利用PLC控制，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作，可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。第一章 全自动洗衣机控制系统方案1. 1 PLC控制系统的设计的基本准则任何一种控

3、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

4、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. 在满足控制要求的前提下，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

5、化和高指标。4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC 时，在I/O 点数和内存容量上适当留有余地。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。5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。12 PLC的简要介绍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

6、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

7、，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。 PLC是基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的出入，只要人机的界面好就可以了。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。1. 3 PLC的控制特点PLC系统的特点： 1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。 2）使用方便灵活，P

8、LC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。 3）编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。单片机系统的特点：1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差

9、。2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。3）功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。1.4 洗衣机的PLC控制系统全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。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。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1-1所示： 图1-1 PLC控制系统的硬件组成框图1.5 控制系统理论用PLC控制的全自动洗衣机各种动作的系统结构如图所示：图1-2

10、全自动洗衣机各种动作的系统结构图PLC在系统中是处于中心位置，水位开关的PLC的输入信号控制开关，进水阀，排水阀和电动机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电动机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电动机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。家用洗衣机电相为单相电机，常采用电容启动，单相电机改变转向的原理是：副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。根据这个原理可以调换主绕组或者副绕组的接线端。图1-3单相电机正反接线图图 1-4单相电机正反内部线路示意图1.6 主电路原理图图 1-5主电路原理图第二章 可编程控制器的

11、硬件设计2.1可编程控制器的选择根据输入信号及输出信号的数量，选用西门子S7-200型可编程控制器.2.2可编程控制器I/O口分配表地址编号名称代码地址编号名称代码I0.0电源开启按钮开关SB1Q0.0进水阀门YV1I0.1停止按扭SB2Q0.1排水阀门YV2I0.2 高水位选择开关 K1Q0.2电机正转KM1I0.3中水位选择开关K2Q0.3电机反转KM2I0.4低水位选择开关K3Q0.4脱水YCI0.5 水排空传感器SQ1Q0.5报警器SPKI0.6高水位传感器SQ2I0.7 中水位传感器SQ3I1.0低水位传感器SQ4I1.1手动排水开关K4I1.2手动脱水开关K52.3 外部接线图如图

12、2-2所示，洗衣机要实现衣服的洗涤，漂洗和脱水，就要通过上述动作来实现，而这些动作可以通过PLC控制来实现。同时加上开关和按钮，数码管显示器，蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等，就可以形成完整的PLC控制系统。通过软件编程达到对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互。此外，在少数全自动洗衣机上，以继电器作各电气工作部件驱动电路的电源开关，由PLC控制继电器触点开关的通断，实现洗衣机的程序运转。图 2-2外部接线图第三章 可编程控制器的软件设计3.1 全自动洗衣机的控制要求 1、按下启动按钮及水位选择开关，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

13、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 14，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）3.2 洗衣机工作流程图图 3-1 流程图33控制系统的梯形图第四章 课程设计体会通过这次课程设计，使自己明白了扎实的理论知识和实践能力的重要性。以前只是懵懵懂懂理解了书中的基本的知识，掌握不是很牢固，在这次课程设计中吃了不少的闭门羹，从而增加了自己的困阻，走了许多弯路。意识到了PLC编程技术在现实中的广泛应用，并了解到自己学习中的不足不处，看到看理论与实践的差距。这次课设，学会了很多的东西

14、，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了书本上没有的知识，懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在课设之中遇到了一些问题，最后在肖老师的指导下、同学们的帮助下 完成了这次课设，在此表示衷心的感谢！参考文献1 电气控制与PLC应用/陈建明主编.-2版.-北京：电子工业出版社，2010.12 廖常初.PLC基础及应用北京：机械工业出版社,20033 李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,20054 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用J.设计与开发,19995 张凤珊.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社,19986 刘子林.电机与电气控制M.北京:电子工业出版社,2003. 7 程周.电气控制与PLC原理及应用M.北京:电子工业出版社,2003.第 27 页-