全自动洗衣机控制系统设计模板

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1、全自动洗衣机控制系统设计模板江西城市职业学院毕业设计指导书题 目： 全白动洗衣机控制系统设计分院： 机电学院班级：学号：学生姓名：_李 志起讫日期：指导教师：张志刚职称： 助教教研室主任：张志刚审核日期:摘要本文利用可编程控制器 PLC实现了洗衣机的 全白动控 制，说明了 PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特 色。文章在介绍洗衣机结构的同时，对全白动洗衣机的控制 系统进行分析，在此基础上提出了基于PLC的全白动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理对程序及其流程进行了设计，具有智能化程度高、安全可靠等 特点。对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣

2、机洗衣过程的白动化控制。由于每遍的洗 涤，排水，脱水的时间由 PLC内计数器控制，因此只要改变 计数器参数就能够改变时间。关键词：全白动洗衣机 可编程控制器目录摘要2第1章可编程控制器概论. 第 1.14节可编程控制器的定义第1.2 节可4编程控制器概况. . 第 1.3节PLC 控制系统4设计原则. . 第 2 章全白动洗衣4机的基本结构第 2.1节 全白动4洗衣机的原理和构造. . . 第 2.2-r+ .节控-5制面板及控制系统设参考文献一.可编程控制器概论1.1可编程控制器的定义可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称 PL。，定义是：一种数字运算

3、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， 并经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，经过电路的物理 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。1.2可编程控制器概况PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行出入信息变换，多只考虑信息本身，信息的出入，只要人机界面好就能够了。而PLC则还要考虑信息出入的可靠隹、实时

4、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。出入信息变换、可靠物理实现，能够说是PLC实现控制的两个基本要点。出入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），又有用户白行开发的应用（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

5、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，因此，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

6、I/O 口的寄存器。它们与计算机内存交换信息经过计算机总线，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 。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，因此，它 反映的就是输入状态。1.3 PLC控制系统设计原则PLC控制系统设计的基本原则任何一种控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

7、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序不但在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等）

8、， 也能正常工作。3.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。这就要求设计者不但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，不宜盲目追求白动化和高 指标。4.适应发展的需要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

9、，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。1.2PLCI/O模块的选择步骤与原则一般 I/O模块的价格占PLC价格 的一半以上。PLC的I/O模块有开关量I/O模块、模拟量I/O 模块及各种特殊功能模块等。不同的I/O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选 择。1.2.1开关量I/。模块的选择1、开关量输入模块的选择开关 量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：1）输入信号的类型及电压等级开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输

10、入三种类 型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入 模块的延迟时间较短，还能够直接与接近开关、光电开关等电子 输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的 恶劣环境下使用。开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流 5V、12V、24V、48V、60V等；交流 110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5V、12 V、24 V用于传输距离较近场合，如5 V输入模块最远不得超过1 0米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。2）输入接线方式开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，如图6-2所示。图6-2开关量输入模块的接

11、线方式 a）汇点式输 入b）分组式输入汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公 共端（COM）;而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干 组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。3）注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块（如32点、48点等），应考虑该模块同 时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。4）输入门槛电平为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平 越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。2、开关量输出模块的选择开关量输出模块 是将

12、PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信 号，并实现 PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以 下几个方面：1）输出方式开关量输出模块有继电器输出、 晶闸管输出和晶体管输出三种方式。继电器输出的价格便 宜，既能够用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适 用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压 和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁 通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于 无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输 出只能用

13、于直流负载。2）输出接线方式开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，如图6-3所示。图6-3开关量输出模块的接线方式a）分组式输出b）分隔式输出分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间 是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔 式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互 隔离。选择时主要根据 PLC输出设备的电源类型和电压等级 的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。3）驱动能力开关量输出模块的输出电流（驱动能力）必须大于PLC外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出 设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出 设备

14、的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大 环节。4）注意同时接通的输出点数量选择开关量输出模块 时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备 的累计电流值必须小于公共端所允许经过的电流值，如一个 220V/2A的8点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许经过的电流并不是16A（8X 2A） 一般要比此值小得多。一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共 端输出点数的60%。5）输出的最大电流与负载类型、环境温 度等因素有关开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载 类型密切相关，特别是输出的最大电流。另外，晶闸管的最 大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应

15、注意。1.2.2模拟量I/。模块的选择模拟量I/O模块的主要功 能是数据转换，并与 PLC内部总线相连，同时为了安全也有 电气隔离功能。模拟量输入（ A/D）模块是将现场由传感器 检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出（D/A）模块是将PLC内部的数字量转换为 模拟量信号输出。典型模拟量I / O模块的量程为-10V10V、0 10V、420mA等，可根据实际需要选用，同时还应 考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTA热电偶等信号）。1.2.3、特殊功能模块的选择当前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了白带 CPU的智能型I/。模块，如高速计数器、 凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。