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1、扬州职业大学毕业设计 论文 目 录 摘 要 1 前 言 2 1 可编程控制器的趋势与动向 3 1 1 当代 PLC 的发张趋势 3 1 2 当代 PLC 技术的发展动向 3 1 3 可编程控制器的特点 3 1 4 可编程控制器的原理 4 2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程 5 2 3 主接线路如下图所示 8 2 4 PLC 硬件连接线路如下图所示 18 2 5 设计功能顺序下图所示 19 3 I O 口及定时器 计数器说明 20 3 2 梯形图 21 3 3 指令表 22 4 操作说明 24 结论 25 致谢 26 参考文献 27 附录 总接线路 28 摘摘 要要 该设计描述了洗衣机由进水 洗
2、涤 排水 脱水 报警到自动停机的循环过程 并设计相应的系统软件 结合相应的硬件系统 提高控制系统的可靠性 全自动洗 衣机应用了可编程控制器 它的功能强 可靠性极强 编程简单 使用方便 体积 小 它结合全自动洗衣机控制系统的要求 进行程序的设计 从主要部件的选择 流程的分析 程序思路的产生来完成本次设计任务 从而实现对可编程控制 此设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理 控制系统的 plc 造型和资源的配 置 控制系统程序设计与调试 根据全自动洗衣机的工作原理 利用可编程控制器 实现控制 关键词 PLC 洗衣机 全自动 可编程控制 前前 言言 目前自动洗衣机已经成为每个家庭所必需的电器 随着它的畅
3、销出现了各种各 样的全自动洗衣机 该设计实现了洗衣机由进水 洗涤 排水 脱水 报警到自动 停 机的循环过程设计了相应的系统软件 在工业控制系统中广泛应用的 PLC 能克服单 片机的缺点 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 因此在该设计中采用了 PLC 来实现全自动洗衣机的工作过程 该系统由可编程控制器 变频器 触摸屏等控制组件组成 可编程控制器完成 整个系统逻辑控制 各运行相关参数传送与读写 设备运行状态显示功能 变频器 与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启 停 简易
4、PLC 程序的执行及 其它相关运行参数的传送 PLC 与触摸屏通讯实现人机对话 完成相关参数设置 启 停操作与状态显示 全自动洗衣机利用可编程控制器 变频器与人机界面等自动化产品的有机结合 来实现对工业洗涤设备的自动控制 其主要控制思路是对洗涤设备的进水 出水 洗 涤模式 洗涤时间 脱水频率的设定 可编程控制器通讯功能的应用 变频器简易 PLC 功能的应用进行有机的组合与设计 此论文的初始对自动洗衣机进行了分类 按自动化程度分类 洗衣机可分为普 通型 半自动型 全自动型三大类 并依次做了简单的介绍 同时全自动洗衣机应 用了可编程控制器 它的功能强 可靠性极强 编程简单 使用方便 体积小 现 已
5、广泛应用于工业控制的各个领域 然后主要是介绍全自动洗衣机的工作原理 利 用可编程控制器 PLC 实现控制 1 可编程控制器的趋势与动向 1 1 当代 PLC 的发张趋势 发展迅速 产品更新换代 开发各种智能化模块 不断增强过程功能 PLC 与个 人计算机 PC 结合 通信联网功能不断增强 发展新的编程语言 增强容错功能 1 2 当代 PLC 技术的发展动向 美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件 这十大条件是 1 编程方便 可在现场修改程序 2 维修方便 最好是插件式 3 可靠性高于继电器控制柜 4 体积小于继电器控制柜 5 可将数据直接送入管理计算机 6 在成本上可与继电器控制
6、竞争 7 输入可以是交流 115V 8 输出为交流 115V 2A 以上 能直接驱动电磁阀 9 在扩展时 原有系统只要很小变更 10 用户程序存储容量至少能扩展到 4K 字节 1 3 可编程控制器的特点 硬件配置灵活 编程方法简便 抗干扰能力强 能适应较恶劣的工业环境 工作 室温度可在0 60 存放温度可为 40 80 相对湿度可达95 体积小 维护费用低 1 PLC 能接收 处理和输出各种开关量 模拟量和不同码制的数码 除能实 现一般的逻辑控制 顺序 步进 时序 条件和锁存等 功能外 还能实现数值运 算 数据转换及数据通信等功能 配备适当的外围设备可以进行打印 2 由于编程软件化 可新编程序
7、 可修改程序和数据处理的可接口性 当生 产工艺 或流程 改变时只需要修改软件 而不需要改变硬件即可满足新的控制要 求 大大方便了设计和现场使用 缩短了设计施工和调试周期 3 PLC 能与上一级计算机直接相连 在综合自动化控制系统中可以合理地实 现分级控制 作为基础控制级使用 4 PLC 采用独特而简便的编程方法 并采用与工艺流程相适应的一般符号 编程方法简明通俗 易学 易编 易改 很容易将原来的继电器控制线路直接翻译 到 PLC 软件上 1 4 可编程控制器的原理 可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统 专为工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存贮器 用来在其内部存贮执行逻辑运算 顺序控
8、制定时 计数 和算术运算等操作的指令 并通过数字式 模拟式的知识界面输出 控制各种类型 的机械或生产过程 plc 扩充其功能的原则进行高度人性化 因此 可编程控制器以 其简单易懂 操作方便 可靠性高 通用灵活 体积小 使用寿命长等一系列优点 在汽车 钢铁 航空航天 船舶 化工 纺织 食品 造纸 军工等工业领域获得 了广泛的应用 本书以我国目前应用最广泛的三种高性能小型机为背景 系统阐述 了可编程控制器的结构 工作原理 硬件和软件系统以及 plc 控制系统从设计到安 装到维护的系统设计过程 并对 plc 的组网技术进行了详细介绍 本书内容新颖 深入浅出 语言通俗易懂 理论联系实际 通过实例 详细
9、地介绍了 plc 在不同行 业中的具体应用 在编写形式上 注重理论与实践的结合 不但在各章节适时插入 实例 使读者加深理解和掌握具体内容 而且以综合举例作为最后一章 以便于读 者参考和提高综合应用可编程控制器的能力 本书可作为高等学校机电一体化专业 自动化专业 电气技术专业及其它相关专业的教材 也可作为广大工程技术人员的 参考用书 2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程 洗衣机的应用现在比较普遍 全自动洗衣机的实物示意图如下图 1 所示 进水口启动按钮停止按钮 排水按钮 控制器 高水位开关 低水位开关 排水口 内桶 外桶 波盘 洗涤电机 图 1 自动洗衣机示意图 全自动洗衣机的洗衣桶 外桶 和脱水
10、桶 内桶 是以同一中心安 放的 外桶固定 作盛水用 内桶可以旋转 作脱水 甩水 用 内桶 的四周有很多小孔 使内外桶的水流相通 该洗衣机的进水和排水分别 由进水电磁阀和排水电磁阀来执行 进水时 通过电控系统使进水阀打 开 经进水管将水注入到外桶 排水时 通过电控系统使排水阀打开 将水由外桶排出到机外 洗涤正转 反转由洗涤电动机驱动波盘正 反 转来实现 此时脱水桶并不旋转 脱水时 通过电控系统将离合器合上 由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干 高 低水位开关分别用来检测高 低水位 启动按钮用来启动洗衣机工作 停止按钮用来实现手动停止进 水 排水 脱水及报警 排水按钮用来实现手动排水 2 1 功能描述
11、 洗衣服全过程描述 转好衣服放好洗涤液后 关上洗衣机的门 门开关 SB0 闭 合后才能正常洗涤 按下启动按钮 SB1 洗衣机的进水电磁阀 Y1 打开 开始进水 上限水位开关 SB2 闭合停止进水 开始进行预浸 5 分钟 当然在开始洗涤前就要选 择好洗涤方式 这里只设置三种洗涤方式 强洗 标准洗 柔洗 强洗 是洗涤电动机只进行正转进行衣服的洗涤 洗涤时间为 15 分钟 标准洗 是洗涤电动机先正转 20 秒 然后停转 5 秒 早反转 20 秒 有停转 5 秒 在又正转 如此反复循环 整个标准洗的时间为 20 分钟 柔洗 是洗涤电动机先正转 15 秒 再停 10 秒 然后反转 15 秒 再停 10
12、秒 又开始正转 如此反复循环 整个柔洗的时间为 30 分钟 洗涤完成后 打开排水电磁阀 Y2 开始排水 当下限水位开关 SB3 断开时表示 水已经排完 就开始进入到漂洗阶段 拍哦洗就是放进干净水 上限水位开关闭合 后停止进水 洗涤电动机采用标准洗的工作方式进行漂洗 单次漂洗时间为 5 分钟 时间到后开始将水排完 又重新进行新一轮漂洗 总共漂洗 4 次 漂洗结束后将水 排完 在进行脱水 次是洗涤电动机接通的是高速绕组 进行高速旋转 通过长生 的离心力将衣服的水分从桶壁的小孔甩出去 脱水时间不能超过 5 分钟 当脱水过 程结束后 开始蜂鸣器 YW 报警 提示衣服已经那个洗好 2 2 控制要求 PL
13、C 投入运行 系统处于初始状态 准备好启动 1 按下启动按扭及水位选择开关 开始进水 水满 即水位到达高低 时停 止进水 2 2 秒后开始洗涤 3 洗涤时 正转 15 秒后暂停 暂停 3 秒后开始反转洗涤 反转洗涤 15 秒后 暂停 暂停 3 秒 4 如此循环 3 次 总共 180 秒后开始排水 排空后 水位下降到低位 开始 脱水并继续排水 脱水 10 秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程 5 若未完成 3 次大循环 则返回从进水开始的全部动作 进行下一次大循环 若完成了 3 次大循环 则进行洗完报警 6 报警 10 秒结束全部过程 自动停机 7 此外按排水按钮可实现手动排水 按停车按扭可停
14、止进水 排水 脱水及 报警 2 3 主接线路如下图所示 图 2 5 N A B C 主主接接线线图图 KM2 M PE 3 KM1 QS FU FR 2 4 PLC 硬件连接线路如下图所示 图图 2 42 4 X000 X001 X002 X003 X004 COM Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 COM Y YA A1 1 K KM M1 1 K KM M2 2 Y YA A2 2 Y YA A3 3 Y YH H 三三菱菱 F FX X 2 2N N 系系列列 2 22 20 0 L L N N N L S SB B3 3 排排水水按按纽纽 S SB B2 2
15、停停止止按按纽纽 S SB B1 1 启启动动按按纽纽 2 2 底底水水位位 1 1 高高水水位位 2 22 20 0 2 5 设计功能顺序下图所示 图 2 5 3 I O 口及定时器 计数器说明 I OI O 口分配表 口分配表 类别组件端子号作用 SB1X0启动按钮 SB2X1停止按钮 SB3X2排水按钮 SL1X3高水位开关 输 入 SL2X4低水位开关 YV1Y0进水电磁阀 KM1Y1电机正转接触器 KM2Y2电机反转接触器 YV2Y3排水电磁阀 YC1Y4脱水电磁离合器 输 出 KM3Y5报警蜂鸣器 3 1 定时器 计数器说明 类别器件号设定值作用 T02S进水候暂停时间 T115s
16、正转洗涤计时 T23s正洗暂停计时 T315s反转洗涤计时 T43s反洗暂停计时 T510s脱水计时 定 时 器 T610s洗完报警计时 C03 次正 反洗循环计数 计数器 C13 次脱水 大循环 计数 3 2 梯形图 工步介绍 s0 初始化 s20 洗衣机进水 s21 电动机正转 s22 电动机反转 s23 洗衣机脱水 s24 报警 3 3 指令表 4 操作说明 按下启动按钮 X0 为 ON 进入工步 S20 y0 为 ON 打开进水电磁阀 当水 位到达高水位时 X3 为 ON M0 自锁 同时断开进水电磁阀 同时 T0 为 ON 记 时 2 秒 进入工步 2 电动机正转 开始接通 Y1 正向洗涤 并启动定时器 T1 15s 后 T1 触点动作 使 Y1 为 OFF 停止正向洗涤 并启动定时器 T2 经 过 3s 的暂停 T2 触点为 ON 进入工步 S22 电动机反转 开始反向洗涤 并启动 定时器 T3 反洗 15s 后 T3 触点动作 使 Y2 反转洗涤 为 OFF 停止反向洗涤 并启动定时器 T4 经过 3s 的定时 T4 动作 使计数器 C100 计一次时 同时判 段记数次数
