全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(同名23243)

PAGE1-PAGEXXI2012屆畢業(yè)論文學(xué)號(hào)：095801030144成績(jī)：江西城市職業(yè)學(xué)院題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分院：機(jī)電學(xué)院班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：起訖日期：指導(dǎo)教師：職稱：教研室主任：聯(lián)系電話：二〇一二年三月2-摘要PLC可編程序控制器：PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是: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。它采用一類可編程的存儲(chǔ)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.PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過(guò)電路的物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。I/O電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLC有多I/O用點(diǎn)，一般也就有多少個(gè)I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的。這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過(guò)計(jì)算機(jī)總線，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱之為輸入繼電器，或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1，表示接點(diǎn)通，置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態(tài)。4-1.2

PLCI/O模塊的選擇步驟與原則一般I／O模塊的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上。PLC的I／O模塊有開(kāi)關(guān)量I／O模塊、模擬量I／O模塊及各種特殊功能模塊等。不同的I／O模塊，其電路及功能也不同，直接影響PLC的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要加以選擇。1.2.1開(kāi)關(guān)量I／O模塊的選擇1、開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸入模塊是用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí)開(kāi)關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)１０米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。2）輸入接線方式開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式。匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。3）注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量對(duì)于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60％。4）輸入門檻電平為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說(shuō)明書。2、開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸出方式開(kāi)關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò)1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。2）輸出接線方式開(kāi)關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動(dòng)不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級(jí)的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。

3）驅(qū)動(dòng)能力

開(kāi)關(guān)量輸出模塊的輸出電流(驅(qū)動(dòng)能力)必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來(lái)選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，可增加中間放大環(huán)節(jié)。

4）注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量

選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值，如一個(gè)220V／2A的８點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％。

5)輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。1.2.2模擬量I／O模塊的選擇

模擬量I／O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時(shí)為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A／D）模塊是將現(xiàn)場(chǎng)由傳感器檢測(cè)而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D／A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)輸出。

典型模擬量I／O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據(jù)實(shí)際需要選用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。

一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來(lái)直接接收低電平信號(hào)（如RTD、熱電偶等信號(hào)）。1.2.3特殊功能模塊的選擇

目前，PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I／O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I／O模塊，如高速計(jì)數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。第二章

全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制2.1

任務(wù)介紹

2.1.1．課題名稱：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制2.1.2．工藝要求及動(dòng)作流程洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)在比較普遍。全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如下圖1所示。圖1自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使進(jìn)水閘打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi)，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。2.2

控制要求PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。（1）按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高低）時(shí)停止進(jìn)水。（2）2秒后開(kāi)始洗滌。（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。（4）如此循環(huán)3次，總共180秒后開(kāi)始排水，排空后（水位下降到低位）開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過(guò)程。（5）若未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。（6）報(bào)警10秒結(jié)束全部過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。（7）此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水；按停車按扭可停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。2.3

控制程序的編制，并畫出硬件接線圖2.3.1主接線路如下圖所示：2.3.2PLC硬件連接線路如下圖所示：2.3.3設(shè)計(jì)功能順序如上圖所示：2.4I/O口及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器說(shuō)明I/O口分配表：類別元件端子號(hào)作用輸入SB1X0啟動(dòng)按鈕SB2X1停止按鈕SB3X2排水按鈕SL1X3高水位開(kāi)關(guān)SL2X4低水位開(kāi)關(guān)輸出YV1Y0進(jìn)水電磁閥KM1Y1電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM2Y2電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器YV2Y3排水電磁閥YC1Y4脫水電磁離合器KM3Y5報(bào)警蜂鳴器定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說(shuō)明：類別器件號(hào)設(shè)定值作用定時(shí)器T02S進(jìn)水候暫停時(shí)間T115s正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T23s正洗暫停計(jì)時(shí)T315s反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T43s反洗暫停計(jì)時(shí)T510s脫水計(jì)時(shí)T610s洗完報(bào)警計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器C03次正、反洗循環(huán)計(jì)數(shù)C13次脫水（大循環(huán)）計(jì)數(shù)2.5梯形圖工步介紹：s0初始化s20洗衣機(jī)進(jìn)水s21電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)s22電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)s23洗衣機(jī)脫水s24報(bào)警2.6指令表 第五章致謝通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我深刻的體會(huì)到了實(shí)踐和理論的區(qū)別與聯(lián)系，讓我明白怎么樣才能把理論應(yīng)用與實(shí)踐，要這次實(shí)訓(xùn)中，我得到了鍛煉，但是也感覺(jué)到了自己的不足，因此，我必須在剩下的的時(shí)間里對(duì)自己提高要求，讓自己適應(yīng)社會(huì)潮流，滿足社會(huì)需要，所以我應(yīng)該忠心的感謝學(xué)校給我們提供的這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，讓我在設(shè)計(jì)中體會(huì)到了我現(xiàn)在所處的位置和將來(lái)要達(dá)到的位置，同時(shí)也要感謝老師給我們的指導(dǎo)和同學(xué)給我的幫助，在這次課程設(shè)計(jì)中由于我們現(xiàn)在所學(xué)知識(shí)還不能滿足實(shí)訓(xùn)的要求，所以我們?cè)趫D書館查閱了大量的資料，所以也應(yīng)該感謝學(xué)校給我們提供了大量圖書，和在圖書館的工作人員，一個(gè)人的想法總是有限的，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)梯形圖就需要和大家共同交流，多采取同學(xué)的意見(jiàn)，再此感謝他們的幫助。同時(shí)也應(yīng)該感謝老師給了我們這此機(jī)會(huì)，讓我們能更貼近實(shí)際的學(xué)習(xí)PLC知識(shí)，使編程能力得到更進(jìn)一步的提升。參考文獻(xiàn)1、孫平主編《可編程控制器原理及