畢業(yè)論文PLC技術(shù)與全自動(dòng)洗衣機(jī)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC 技術(shù)與全自動(dòng)洗衣機(jī)系 別： 電氣電子工程系 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 應(yīng)用電子技術(shù) 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年 4月 25日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) XX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院要以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本論文。保密，在_年解密后適用本授權(quán)書.本論文屬于不保密。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“” ）畢業(yè)論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘 要本文介紹了可編程序控制器（PLC）和 PLC 控制系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)、分類、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件知識(shí)以及 PLC 控制系統(tǒng)等相關(guān)知識(shí)，據(jù)此設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過(guò)了可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)洗滌過(guò)程，省時(shí)省力?？删幊炭刂破魇且杂?jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，它的功能強(qiáng)、可靠性極強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。PLC 的學(xué)習(xí)比一般編程學(xué)習(xí)困難在于，要完成一個(gè)控制系統(tǒng)不僅需要掌握一定的編程技術(shù)，更為重要的是要知道如何針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的需要選擇合適的 PLC 型號(hào)，然后進(jìn)行資源配置，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)為全自動(dòng)洗衣機(jī)的 PLC 控制，主要介紹了全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，控制系統(tǒng)的 PLC 的選型和資源的配置，控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試，控制系統(tǒng) PLC 程序。關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化；控制程序 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II目 錄摘 要.(I)緒 論(1)1 PLC 簡(jiǎn)介.(1)1.1 概述.(1)1.2 PLC 的發(fā)展歷程.(1)1.3 PLC 的特點(diǎn)(2)1.4 PLC 的分類(3)1.5 PLC 的功能(4)2 PLC 的主要技術(shù)指標(biāo)(5)3 PLC 的工作原理(6)3.1 掃描技術(shù).(6)4 PLC 的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)(7)4.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu).(7)4.2 設(shè)計(jì)原則.(9)4.3 設(shè)計(jì)步驟.(10)5 PLC 變成軟件的應(yīng)用.(11)5.1 設(shè)程序輸入和編輯(11)6 PLC 全自動(dòng)化洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu).(14)6.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理及構(gòu)造.(14)6.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的配置.(16)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III6.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的 PLC 選型(17)6.4 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制流程(18)6.5 全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC 控制程序設(shè)計(jì)及分析(19)6.6 調(diào)試(23)6.7 設(shè)計(jì)小結(jié) (24)參考文獻(xiàn) (25)致 謝(26)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒 論隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及數(shù)字化通信技術(shù)的飛快發(fā)展，可編程序控制器（PLC）產(chǎn)品結(jié)合類計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中最先進(jìn)的技術(shù)手段以及電氣自動(dòng)化控制的重要理論，在其性能指標(biāo)及功能上進(jìn)一步完善并豐富，打破了傳統(tǒng)的 PLC 概念，在電氣控制領(lǐng)域的發(fā)展范圍越來(lái)越大。可編程控制器是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)起來(lái)的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于控制的各個(gè)領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。本文介紹了可編程控制器（PLC）和 PLC 控制系統(tǒng)的基本知識(shí)，包括 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展、特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理 PLC 控制系統(tǒng)等相關(guān)知識(shí)。1 PLC 簡(jiǎn)介1.1 概述PLC 自問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC） ，并在 1987 年作了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程控制器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及基有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充基其功能的原則設(shè)計(jì)的。 ”總之，可編程控制器是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它是將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器技術(shù)和通信技術(shù)相融合而發(fā)展起來(lái)的一種新型的控制裝置。在具體的國(guó)內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中，由于它不是針對(duì)某一具體的工業(yè)應(yīng)用，因此它的硬件應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行配置，其軟件則根據(jù)控制要求進(jìn)行編寫。1.2 PLC 的發(fā)展歷程PLC 的發(fā)展也是與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，正是這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程控制器的發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2從控制功能來(lái)看，可編程控制器的發(fā)展大致經(jīng)歷了 4 個(gè)階段： (一)初級(jí)階段：從第一臺(tái) PLC 問(wèn)世到 20 世紀(jì) 70 年代中期 由于第一代 PLC 是為了取代繼電器的，因此，主要功能是邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)功能。CPU 由中小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。主要產(chǎn)品有：MODICON 公司的084，AB 公司的 PDQ-IL，DEC 公司的 PDP-14，日立公司的 SCY-022 等。第一階段就采用了梯形圖語(yǔ)言作為編程方式，盡管有些枯燥，但卻形成了工廠的編程標(biāo)準(zhǔn)。 (二)擴(kuò)展階段：從 20 世紀(jì) 70 年代中期到 70 年代末期 這一階段 PLC 產(chǎn)品的控制功能得到很大擴(kuò)展。擴(kuò)展的功能包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運(yùn)算、模擬量的運(yùn)算等功能。這一階段的產(chǎn)品有 MODICON 的184，284，384，西門子公司的 SIMATICS3 系列，富士電機(jī)公司的 SC 系列產(chǎn)品。(三)通信階段：20 世紀(jì) 70 年代末期到 80 年代中期 這一階段產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展有關(guān)，形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。但是，由于各制造商各自為政，通信系統(tǒng)也是各有各的規(guī)范。由于在很短的時(shí)間內(nèi)，PLC 就已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。其次，產(chǎn)品功能也得到很大的發(fā)展。同時(shí)，可靠性進(jìn)一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的 SIMATICS6 系列，GOULD 公司的 M84，884 等，富士電機(jī)的 MICRO 和 TI 公司的 TI530 等。 (四)開(kāi)放階段：從 20 世紀(jì) 80 年代中期開(kāi)始 由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連的參考模型 OSI，使 PLC 在開(kāi)放功能上有較大發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信系統(tǒng)的開(kāi)放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化，使用戶得益。此外，PLC 開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng)，增加高級(jí)語(yǔ)言編程，并完成了編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化工作。1.3 PLC 的特點(diǎn)PLC 是傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，所以在工業(yè)控制方面，它具有繼電器或通用計(jì)算機(jī)所無(wú)法比擬的特點(diǎn)。(一)體積小、重量輕超小型的 PLC 底部尺寸100mm，重量150g，其功耗僅為數(shù)瓦。由于其體畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3積小，很容易裝入機(jī)械中，便于機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。(二) 實(shí)用性普遍PLC 可適用于各種規(guī)模的電氣控制場(chǎng)合，除了基本的邏輯處理功能之外，當(dāng)前大多 PLC 具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，并可應(yīng)用于數(shù)字控制領(lǐng)域中。近年來(lái)，PLC 的功能日益完善，PLC 的應(yīng)用已經(jīng)普遍到溫度控制、位置控制及 CNC 等多個(gè)控制領(lǐng)域。(三) 抗干擾能力強(qiáng)由于 PLC 采用了現(xiàn)代化的大規(guī)模集成電路技術(shù)，在內(nèi)部電路、生產(chǎn)工藝等方面均采取先進(jìn)的抗干擾處理技術(shù)，具有較高的可靠性。另外，PLC 還自備硬件故障自動(dòng)檢測(cè)功能，一旦出現(xiàn)故障即可發(fā)出警報(bào)。在軟件應(yīng)用中，應(yīng)用者還可編入外圍器件的自診斷故障程序，讓系統(tǒng)中出了 PLC 之外的電路與設(shè)備也能獲得自我保護(hù)功能。(四) 應(yīng)用簡(jiǎn)單、普遍PLC 作為直接面向企業(yè)的工控設(shè)備，具有接口容易、編程語(yǔ)言易于被工程技術(shù)人員接受并理解等特點(diǎn)，尤其圖形符號(hào)及梯形圖語(yǔ)言、表達(dá)方式等與繼電器電路圖基本類似，只需通過(guò) PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就能熟練實(shí)現(xiàn)在電氣控制中的應(yīng)用。(五) 維護(hù)與改造方便PLC 通過(guò)存儲(chǔ)邏輯替代了接線邏輯，減少了控制設(shè)備外在的接線，極大減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間，為后期維護(hù)提供了方便，同時(shí)程序較易改變，可極快應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的改變。1.4 PLC 的分類 （一）小型 PLC連接開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊、模擬量 I/O 模塊以及其它各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù) 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)在 128 點(diǎn)以下的 PLC 稱為小型 PLC。其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，它可以據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。（二）中型 PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4輸入/輸出點(diǎn)數(shù)在 128-512 點(diǎn)之間的 PLC 稱為中型 PLC。它除了具有小型機(jī)所能實(shí)現(xiàn)在功能外，還具有強(qiáng)在的網(wǎng)絡(luò)通信功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。（三）大型 PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)大于 512 的 PLC 稱為大型 PLC。它具有強(qiáng)大的軟件硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。另外大型 PLC 還可以采用三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器具有更高的可靠性。1.5 PLC 的功能（一)邏輯控制功能邏輯控制功能實(shí)際上就是位處理功能，是可編程控制器的最基本的功能之一。PLC 設(shè)置有“與” 、 “或” 、 “非”等邏輯指令。利用這些指令，根據(jù)外部現(xiàn)場(chǎng)(開(kāi)關(guān)、按鈕或其他傳感器)的狀態(tài)，按照制定的邏輯進(jìn)行運(yùn)算處理后，將結(jié)果輸出到現(xiàn)場(chǎng)的被控對(duì)象(電磁閥、接觸器、繼電器、指示燈等)。因此 PLC 可以代替繼電器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，完成觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)等各種連接。另外，在PLC 中一個(gè)邏輯位的狀態(tài)可以無(wú)限次地使用，邏輯關(guān)系的修改變更也十分方便。（二)定時(shí)控制功能PLC 中有許多可供用戶使用的定時(shí)器，功能類似于繼電器線路中的時(shí)間繼電器。定時(shí)器的設(shè)定值(定時(shí)時(shí)間)可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。程序執(zhí)行時(shí)，PLC 將根據(jù)用戶指定的定時(shí)器指令對(duì)某個(gè)操作進(jìn)行限制或延時(shí)控制，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。（三)計(jì)數(shù)控制功能PLC 為用戶提供了很多計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器計(jì)到某一定值時(shí)(設(shè)定值)，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)，利用該狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作的計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改。程序執(zhí)行時(shí) PLc 將根據(jù)用戶用計(jì)數(shù)器指令指定的計(jì)數(shù)器對(duì)某個(gè)控制信號(hào)的狀態(tài)改變次數(shù)(如某個(gè)開(kāi)關(guān)的閉合次數(shù))進(jìn)行計(jì)數(shù)，以完成對(duì)某個(gè)工作過(guò)程的計(jì)數(shù)控制。（四)步進(jìn)控制功能 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5PLC 為用戶提供了若干個(gè)狀態(tài)器，可以實(shí)現(xiàn)由時(shí)間、計(jì)數(shù)或其他指定邏輯信號(hào)為轉(zhuǎn)移條件的步進(jìn)控制，即在一道工序完成以后，在轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行下一道工序。大部分 PLc 都有專用的步進(jìn)控制指令，應(yīng)用步進(jìn)指令編程十分方便。（五)數(shù)據(jù)處理功能大部分 PLC 都有數(shù)據(jù)處理功能，可實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼編碼等操作?，F(xiàn)在一些新型的 PLc 數(shù)據(jù)處理功能更加齊全，可以完成開(kāi)方、PID 運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算等操作，還可以和 cRT、打印機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)程序、數(shù)據(jù)的顯示和打印。（六)過(guò)程控制功能有些 PLC 具有 AD、DA 轉(zhuǎn)換功能，可以方便地完成對(duì)模擬量的控制和調(diào)節(jié)。（七)通信聯(lián)網(wǎng)功能 。有些 PLC 采用通信技術(shù)，可以多臺(tái) PLC 之間的同位鏈接、PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通信等。利用 PLC 之間的同位鏈接，可以把數(shù)十臺(tái) PLC 用同級(jí)或分級(jí)的方式鏈成網(wǎng)絡(luò)，使各臺(tái) PLC 的 IO 狀態(tài)相互透明。采用 PLC 和計(jì)算機(jī)之間的通信連接，可用計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，下面連接數(shù)十臺(tái) PLC 作為現(xiàn)場(chǎng)控制。目前 PLC 的聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)正趨于完善并迅速發(fā)展。（八)監(jiān)控功能PLC 設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能。操作人