機電一體化畢業(yè)設(shè)計（論文）-全自動洗衣機控制技術(shù).doc

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1、摘要：根據(jù)全自動洗衣機的工作原理，利用可編程控制器PLC實現(xiàn)控制，說明了PLC控制的原理方法，特點及控制洗衣機的特色。通過本系統(tǒng)的設(shè)計，對歐姆龍CJ1M系列PLC的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了歐姆龍CJ1M系列PLC的特點，對按鈕，電磁閥，開關(guān)等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化，并實現(xiàn)了多臺控制。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時間由PLC內(nèi)計數(shù)器控制，所以只要改變計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間。可以把上面設(shè)定的程序時間定下來，作為固定程序使用，也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地，數(shù)量及臟污的程度來編程。只要稍作改變，就可以設(shè)計出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物，輕洗輕甩的羊毛類

2、衣物以及通用的標準洗滌程序，充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個性。關(guān)鍵詞：全自動洗衣機；PLC控制；CX-ProgrammerAbstractAccordingtotheworkprincipleofthefull-automaticwasher,makeuseoftheprogrammablelogicalcontrollerPLCrealizationcontrol,explaintheprinciplemethodofthePLCcontrol,thespecialfeaturesofthecharacteristicsandthecontrolwasher.Accordingtothedesig

3、nofthissystem,hadthethoroughcomprehensiontothecharacteristicsoftheOMRONCJ1MseriesPLCinEurope.Thefull-automaticwashercontrolsystemmadeuseofthecharacteristicsoftheOMRONCJ1MseriesPLCinEurope,tothebutton,theelectromagnetismvalve,switchetc.alittlebitotherimportation/outputtoordertocarryonthecontrol,carry

4、outthewashertodolaundrytheautomationoftheprocess,andcarriedoutmanypedestalscontrol.Becauseeachofrinse,drain,timethatdehydratefromPLCinsidecountthemachinecontrol,soaslongasthechangecountthemachineparameterandcanchangetime.Cansettledownproceduretimethatthetopset,theconductandactionsfixstheprocedureusa

5、ge,alsocanaccordingtothequalityoftheclothes,thedegreeofthequantityanddirttoweavethedistance.Aslongasmakethechangeslightly,candesignsuchasthecowboyclothesthatwanttowashmuchtojiltmuch,thewoolclothesandingeneralusestandardsthatwashlightlytojiltlightlieswashawaydirttheprocedure,expressingthecharacteroft

6、hemodernelectricalappliancewell.Keywords:full-automaticwasherPLCcontrol;CX-Programmer目錄摘要 1目錄 3第一章 緒論41.1概論 4 1.1.1 PLC的定義41.2 PLC的特點4 1.2.1高可靠性5 1.2.2應(yīng)用靈活，使用方便5 1.2.3面向控制過程的編程語言，容易掌握5 1.3 PLC的分類5 1.3.1小型PLC5 1.3.2中型PLC6 1.3.3大型PLC61.4 PLC的主要技術(shù)指標6 1.4.1存儲器容量6 1.4.2輸入/輸出點數(shù)6 1.4.3掃描時間6 1.4.4指令種類和數(shù)量6 1

7、.4.5內(nèi)部寄存的種類和數(shù)量7 1.4.6擴展能力7 1.4.7智能模塊的種類和數(shù)量7第二章 PLC的結(jié)構(gòu)82.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)82.2整體式的結(jié)構(gòu)PLC82.3模塊式結(jié)構(gòu)的PLC82.4 PLC各組成部分介紹92.5基本指令10第三章 PLC的工作原理113.1循環(huán)掃描技術(shù)113.2 PLC的輸入/輸出的響應(yīng)時間12第四章 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟144.1 設(shè)計原則144.2 設(shè)計步驟14第五章 PLC的硬件知識165.1 PLC的模塊介紹165.2 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成18第六章 課程設(shè)計PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計206.1 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求20

8、6.2 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置216.3 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試226.4 全自動洗衣機控制PLC程序246.5 設(shè)計小結(jié)32第七章 參考文獻33第一章 緒論首先介紹一下可編程控制器（PLC）和PLC控制系統(tǒng)的基本知識，包括PLC的產(chǎn)生和發(fā)展、特點、技術(shù)指標、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及PLC控制系統(tǒng)等相關(guān)知識。1.1概述可編程控制器是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)起來的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于控制的各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。1.1.1PLC的

9、定義 PLC自問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標準化，國際電工委員會（IEC）先后頒布了PLC標準的草案第一、二、三稿，并在1987年作了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程控制器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷盎嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充基其功能的原則設(shè)計的?！笨傊删幊炭刂破魇且慌_專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的計算機，它是將傳統(tǒng)的計算機技術(shù)、繼電器技術(shù)和通信

10、技術(shù)相融合而發(fā)展起來的一種新型的控制裝置。在具體的國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中，由于它不是針對某一具體的工業(yè)應(yīng)用，因此它的硬件應(yīng)根據(jù)實際需要來進行配置，其軟件則根據(jù)控制要求進行編寫。12 PLC的特點PLC是傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，所以要工業(yè)控制方面，它具有繼電器或通用計算機所無法比擬的特點。1.2.1高可靠性PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個方面：（1）在硬件方面，由于采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源，并且對選用的器件進行嚴格的篩選，加上合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后加固、簡化安裝，因此PLC具有很強硬的抗振動沖擊性能；無觸點的半導(dǎo)體電路來完成大量的開關(guān)動作，就不會出現(xiàn)繼電器系統(tǒng)中的器件老化、脫焊、觸

11、點電弧等問題；所有的輸入/輸出接口都采用光電隔離措施，使外部電路和PLC內(nèi)部電路能有效的進行隔離；PLC模塊式的結(jié)構(gòu)，可以在其中一個模塊出現(xiàn)故障時迅速地判斷出故障的模塊并進行更換，這樣就能盡量的縮短系統(tǒng)的維修時間。 （2） 在軟件方面，PLC的監(jiān)控定時器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運行處理器的延遲，保證在程序出現(xiàn)錯誤和程序調(diào)試時，避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng)CPU、電池、I/O口、通信等出現(xiàn)異常時，PLC的自診斷功能可以檢測到這些錯誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴大；停電時，后電池和正常工作時一樣，進行對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)的保護，確保信息不丟失。1.2.2應(yīng)用靈活、使用方便模塊化的PLC設(shè)

12、計，使用戶能根據(jù)自己系統(tǒng)的大小、工藝流程和控制要求等來選擇自己所需要的PLC模塊并進行資源配置和PLC編程。這樣，控制系統(tǒng)就不需要大量的硬件裝置，用戶只需根據(jù)控制需要設(shè)計PLC的硬件配置和I/O的外部接線即可。1.2.3面向控制過程的編程語言，容易掌握PLC的編程語言采用繼電器控制電路的梯形圖語言，清晰直觀。雖然PLC 是以微處理器為核心的控制裝置，但是它不需要用戶有很強的程序設(shè)計能力，只在用戶具備一定的計算機軟、硬件知識和電器控制方面的知識即可。13 PLC的分類 1.3.1小型PLC連接開關(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)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)

13、 輸入/輸出點數(shù)在128點以下的PLC稱為小型PLC。其特點是體積小、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。1.3.2中型PLC輸入/輸出點數(shù)在128-512點之間的 PLC稱為中型PLC。它除了具有小型機所能實現(xiàn)在功能外，還具有強在的網(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。1.3.3大型PLC輸入/輸出點數(shù)大于512的PLC稱為大型PLC。它具有強大的軟件硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。另外大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器具有更高的可靠性。14 PLC的主要技術(shù)指標1.4.1存儲器容

14、量存儲器用來存儲程序和系統(tǒng)參數(shù)等，其容量是由用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器組成的。程序存儲器容量大小決定了用戶所能編寫程序的長度。一般中小型PLC的存儲器容量在16KB以下，大型的PLC可達到2MB左右。1.4.2輸入/輸出點數(shù)輸入/輸出點數(shù)是指根據(jù)工業(yè)系統(tǒng)控制要求所得到的對應(yīng)于PLC的輸入/輸出端的個數(shù)。I/O點數(shù)越多，說明需要控制的器件和設(shè)備就越多。1.4.3掃描時間掃描時間是指CPU內(nèi)部根據(jù)用戶程序，按邏輯順序，從開始到結(jié)束掃描一次所需的時間。PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行指令所用的時間。1.4.4指令種類和數(shù)量指令的種類和數(shù)量決定了用戶編制程序的方式和PLC的處理能力和控制能力。1.4.5內(nèi)部

15、寄存的種類和數(shù)量內(nèi)部寄存器主要包括定時器、計數(shù)器、中間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器和特殊寄存器等。它們主要用來完成計時、技術(shù)、中間數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)存儲還有其他一些功能。種類和數(shù)量越多，PLC的功能就越強大。1.4.6擴展能力PLC擴展能力是指PLC是否能具有I/O點數(shù)擴展、功能擴展、聯(lián)網(wǎng)等一些功能。1.4.7智能模塊的種類和數(shù)量智能模塊是指能完成模擬量控制、遠程控制以及通信等功能模塊。智能模塊種類和數(shù)量越多，說明PLC功能越強大第2章 PLC的結(jié)構(gòu)2.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計算機，PLC系統(tǒng)與微型計算機結(jié)構(gòu)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 1. 通用型PLC

16、的硬件結(jié)構(gòu) 通用型PLC的硬件基本結(jié)構(gòu)如圖5-2所示，它是一種通用的可編程控制器，主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）模塊及電源組成。 圖5-2 通用型PLC的硬件基本結(jié)構(gòu)主機內(nèi)各部分之間均通過總線連接?？偩€分為電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線。各部件的作用如下： （1）中央處理單元CPU PLC的CPU與通用微機的CPU一樣，是PLC的核心部分，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式查詢現(xiàn)場輸入裝置的各種信號狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入過程狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中；診斷電源及PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等；在PLC

17、進入運行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路；分時、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運算或算術(shù)運算等任務(wù)；根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能。以上這些都是在CPU的控制下完成的。PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機或雙極型位片式微處理器。 （2）存儲器 存儲器（簡稱內(nèi)存），用來存儲數(shù)據(jù)或程序。它包括隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。 PLC配有系

18、統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器，分別用以存儲系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序存儲器用來存儲監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等，一般使用EPROM；用戶程序存儲器用作存放用戶編制的梯形圖等程序，一般使用RAM，若程序不經(jīng)常修改，也可寫入到EPROM中；存儲器的容量以字節(jié)為單位。系統(tǒng)程序存儲器的內(nèi)容不能由用戶直接存取。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲器型號和容量，均是指用戶程序存儲器。 （3）輸入/輸出（I/O）模塊 I/O模塊是CPU與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平和輸出驅(qū)動能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能，并與外界絕緣因此，多數(shù)

19、都采用光電隔離回路、消抖動回路、多級濾波等措施。I/O模塊可以制成各種標準模塊，根據(jù)輸入、輸出點數(shù)來增減和組合。I/O模塊還配有各種發(fā)光二極管來指示各種運行狀態(tài)。 （4）電源 PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊，用來對PLC的內(nèi)部電路供電。 （5）編程器 編程器用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它經(jīng)過接口與CPU聯(lián)系，完成人機對話。 編程器分簡易型和智能型兩種。簡易型編程器只能在線編程，它通過一個專用接口與PLC連接。智能型編程器即可在線編程又可離線編程，還以遠離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口進行編程。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用

20、程序軟件包，功能齊全，適應(yīng)的編程語言和方法也較多。 2. PLC軟件系統(tǒng) PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合。它包括系統(tǒng)程序和用戶程序。 （1）系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序等。監(jiān)控程序又稱為管理程序，主要用于管理全機。編譯程序用來把程序語言翻譯成機器語言。診斷程序用來診斷機器故障。系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，并固化在EPROM中，用戶不能直接存取，故也不需要用戶干預(yù)。 （2）用戶程序 用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制的需要，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序，用以實現(xiàn)各種控制要求。用戶程序由用戶用編程器鍵入到PLC內(nèi)存。小型PLC的用戶程序比較簡單，不需要分段，而

21、是順序編制的。大中型PLC的用戶程序很長，也比較復(fù)雜，為使用戶程序編制簡單清晰，可按功能結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序劃分成各個程序模塊。按模塊結(jié)構(gòu)組成的用戶程序， 每個模塊用來解決一個確定的技術(shù)功能，能使很長的程序編制得易于理解，還使得程序的調(diào)試和修改變得很容易。 對于數(shù)控機床來說，數(shù)控機床PLC中的用戶程序由機床制造廠提供，并已固化到用戶 EPROM中，機床用戶不需進行寫入和修改，只是當(dāng)機床發(fā)生故障時，根據(jù)機床廠提供的梯形 圖和電氣原理圖，來查找故障點，進行維修2.2整體式的結(jié)構(gòu)PLC2.3模塊式結(jié)構(gòu)的PLC 2.4 PLC各組成部分介紹1. CPU是PLC的核心部分。與通用微機CPU一樣，CP

22、U在PC系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。其功能： （1）用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器；（2）接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；（3）診斷電源和PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤；（4）在PC進入運行狀態(tài)后：a） 執(zhí)行用戶程序產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號（從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路）b） 進行數(shù)據(jù)處理分時、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運算任務(wù)c） 更新輸出狀態(tài)輸出實施控制（根據(jù)運算結(jié)果，更新有關(guān)標志位的狀

23、態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等）2. 存儲器 系統(tǒng)程序存儲器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù) 用戶存儲器 用戶程序存儲器存放用戶程序。即用戶通過編程器輸入的用戶程序。 功能存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）存放用戶數(shù)據(jù)PC的用戶存儲器通常以字（16位/字）為單位來表示存儲容量。注意：系統(tǒng)程序直接關(guān)系到PC的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常PC產(chǎn)品資料中所指的存儲器形式或存儲方式及容量，是指用戶程序存儲器而言。3. I/O（輸入/輸出部件）（I/O模塊：接口電路、I/O映像存

24、儲器）CPU與現(xiàn)場I/O裝置或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅(qū)動能力的I/O模塊，以及各種用途的I/O組件供用戶選用：輸入/輸出電平轉(zhuǎn)換電氣隔離串/并行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送A/D、D/A轉(zhuǎn)換誤碼校驗其他功能模塊I/O模塊可與CPU放在一起，也可遠程放置。通常，I/O模塊上還具有狀態(tài)顯示和I/O接線端子排。4. 編程器等外部設(shè)備 編程器PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的工具 作用：用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視 通過鍵盤和顯示器去檢測PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù) 通過通訊端口與CPU聯(lián)系，實現(xiàn)與PLC的人機對話 分類：簡單型只能聯(lián)機編程；只能用指令清單編程 智能型既

25、可聯(lián)機（Online），也可脫機（Offline）編程；可以采用指令清單（語句表）、梯形圖等語言編程。?？芍苯右噪娔X作為編程器，安裝相關(guān)的編程軟件編程 注意： 編程器不直接加入現(xiàn)場控制運行。一臺編程器可開發(fā)、監(jiān)護許多臺PLC的工作。其他外設(shè)： 磁盤、光盤、EPROM寫入器（用于固化用戶程序）、打印機、圖形監(jiān)視系統(tǒng)或上位計算機等等。5. 電源： 內(nèi)部開關(guān)穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用；大多數(shù)機型還可以向外提供DC24V穩(wěn)壓電源，為現(xiàn)場的開關(guān)信號、外部傳感器供電。 外部可用一般工業(yè)電源，并備有鋰電池（備用電池），使外部電源故障時內(nèi)部重要數(shù)據(jù)不致丟失。2.5基本指令LDLDIOUT 觸點及線圈輸出指令 A

26、ND ANI 觸點的串聯(lián)指令 OR ORI 觸點的并聯(lián)指令 ORB 串聯(lián)電路的并聯(lián)指令 ANB 并聯(lián)電路的串聯(lián)指令 MPS MRD MPP 進棧,讀棧,出棧 LDP LDF ANDP ANDF ORP ORF 脈沖上升沿,下降沿檢出的觸點指令 MC MCR 主控與主控復(fù)位指令 PLS PLF 取脈沖上升(下降)沿 INV 取反指令 NOP 空指令 END 結(jié)束指令第3章 PLC的工作原理3.1循環(huán)掃描技術(shù)所謂PLC循環(huán)掃描，就是存儲在PLC內(nèi)的梯形圖，每隔幾毫秒就會被執(zhí)行一次。執(zhí)行時間間隔越短，PLC反應(yīng)速度越快，性能越高。工作過程就是：掃描輸入端有無信號輸入，當(dāng)接收到信號后，經(jīng)過PLC芯片處

27、理，按照梯形圖運行規(guī)則，指定特定輸出端輸出信號，如此反復(fù)進行3.2 PLC的輸入/輸出的響應(yīng)時間輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指PLC部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間這三部分組成第4章 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟4.1 設(shè)計原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控制對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：（1） PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標的要求外，還應(yīng)重點考慮該公司產(chǎn)品的技術(shù)支持與售后

28、服務(wù)的情況。一般在國內(nèi)應(yīng)選擇在所設(shè)計系統(tǒng)本地有著較方便的技術(shù)服務(wù)機構(gòu)或較有實力的代理機構(gòu)的公司產(chǎn)品，同時應(yīng)盡量選擇主流機型。（2） 最大限度的滿足被控對象的控制要求。設(shè)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，搜索資料，并與機械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。（3） 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，使用及維修方便。（4） 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。（5） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有俗量。當(dāng)然對于不同的用戶要求的側(cè)重點有所不同，設(shè)計的原則應(yīng)有所區(qū)別。如果以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和安全為目標，則應(yīng)該將系統(tǒng)可靠性

29、放在設(shè)計的重點，甚至考慮采用冗余控制系統(tǒng)；如果要求系統(tǒng)改善信息管理，則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計加以強化4.2 設(shè)計步驟.PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計步驟如圖101所示。 在對于一個控制系統(tǒng)進行設(shè)計之前，最重要的工作就是深入了解和分析系統(tǒng)的控制要求，只有這樣才可能提出準確的合理的系統(tǒng)總體設(shè)計方案，進而實現(xiàn)各個階段的設(shè)計任務(wù)。PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計的主要步驟是：（1） 對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)可省去這一步。（2） 設(shè)計梯形圖。這是程序設(shè)計的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電

30、氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。（3） 根據(jù)梯形圖編制語句表程序清單（4） 用編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲器中，并檢查鍵入的程序是否正確。（5） 對程序進行調(diào)試和修改，只到滿足要求為止。（6） 待控制臺（柜）及現(xiàn)場施工完成后，就可以進行聯(lián)機調(diào)試。如不滿足要求，再修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止。（7） 編制技術(shù)文件。（8） 交付使用。第5章PLC的硬件知識5.1 PLC的模塊介紹從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模

31、塊可以按照一定規(guī)則組合配置5.2 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成a、電源 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)

32、據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 c、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸

33、入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 e、功能模塊 如計數(shù)、定位等功能模塊 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等第6章 課程設(shè)計PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計6.1 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求水位控制：高水位中水位進水低水位進水.程序選擇：全程序簡易程序（）全程序過程：（循環(huán)次）進水洗滌（正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停，次）排水（）脫水（）停止（）簡易程序：（循環(huán)次）進水洗滌（正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停，次）排水（）脫水（）停止6.2

34、 分配圖啟動進水水位（高）排水水位（中）電機正轉(zhuǎn)水位（低）電機反轉(zhuǎn)全程序脫水簡易程序6.3 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試 PLC控制程序（運用步進指令編程）LD M8002SET S0STL S0LD X1SET S1STL S1OUT Y2LD X3AND X7SET S2LD X4AND X10SET S2LD X5AND X11SET S2STL S2OUT T0 K20LD T0SET S3STL S3OUT Y1OUT Y3OUT T1 K300LD T1SET S4STL S4OUT T2 K20LD T2SET S5STL S5OUT Y1OUT Y4OUT T3 K300

35、LD T3SET S6STL S6OUT T4LD T4AND C01SET S7LD T4ANI C01SET S3STL S7OUT Y5OUT X6LD X6STL S8OUT Y6OUT T5 K300LD T5AND C0SET S9LD T5ANI C0SET S1STL S9OUT Y7OUT T6 K30LD T6SET S0RET調(diào)試步驟：（1） 運用FXGP-WIN-C編程軟件將PLC控制程序進行轉(zhuǎn)換，檢查所編程程序是否正確；（2） 將程序輸入PLC；（3） 設(shè)定變頻器程序運行參數(shù)；、在運行模式選擇參數(shù)Pr.79=1時，設(shè)定如下參數(shù)：上限頻率 Pr.1=50Hz下限頻率 P

36、r.2=0Hz基底頻率 Pr.3=50Hz加速時間 Pr.7=5s減速時間 Pr.8=3s、在Pr.79=5時，設(shè)定如下參數(shù)：程序運行分/秒 Pr.200=2，時間單位是分/秒，監(jiān)視顯示為基準時間。第一組參數(shù)Pr.201=1，50，0.0Pr.202=0，50，0.10Pr.203=2，50，0.13Pr.204=1，50，0.0第二組參數(shù)Pr.211=1，50，0.0Pr.212=0，50，0.15（4）按圖接線；（5）調(diào)試運行，并對運行狀態(tài)進行監(jiān)控6.4 全自動洗衣機控制PLC程序6.5 設(shè)計小結(jié)三年大學(xué)生涯馬上就要結(jié)束了，我的畢業(yè)設(shè)計也順利的完成。在我心中既有告別教育我三年的母校及親愛的

37、老師，同學(xué)的各奔東西的傷感，我還有對知識的不斷追求的信念。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。在這次畢業(yè)設(shè)計中，使我收益非淺，我系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和總結(jié)了三年來所學(xué)的專業(yè)知識。尤其在于，這次設(shè)計涉及到的課程使我有了深刻的理解，例如PLC原理及應(yīng)用技術(shù)等。還對一些專業(yè)軟件和辦公軟件更加熟悉了如Word

38、2000等。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益 在這次畢業(yè)設(shè)計中我深刻地體會到，在動手設(shè)計以前，應(yīng)該進行充分調(diào)查研究，根據(jù)所收集的資料進行系統(tǒng)分析，在腦海中形成一個具體的結(jié)構(gòu)，再進行有計劃的實施。 在三年的學(xué)習(xí)中，我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)我對理論知識的學(xué)習(xí)不夠嚴謹，專業(yè)知道方面范圍太小。我現(xiàn)在深深體會到，自己要想在專業(yè)方面有所作為，不僅要有嚴謹認真，注重實踐的科學(xué)態(tài)度，還要有較為全面系統(tǒng)和先進的專業(yè)知識。從某一方面來說這次畢業(yè)設(shè)計可以認為順利成功，但是，我能力有限，其中肯定有一些不足和欠缺的地方。在以后的學(xué)習(xí)中我會時時提醒自己在以后的實踐里會做到精益求精，不求最好，只求更好。第7章 參考文獻1 賈德勝 PLC 應(yīng)用開發(fā)實用子程序 任命郵電出版社.20032 王淑英 電器控制與PLC控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社.20013 孫 平 電氣控制與PLC 高等教育出版社.20044錢如竹 快修家用洗衣機 人民郵電出版社.2002.5張大鵬|張憲 實用電工電子手冊 電子工業(yè)出版社.20036陳永普 常用電子元件及其應(yīng)用 人民郵電出版社.20057汪曉萍 PLC可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)案例導(dǎo)航 人民郵電出版社.20038胡學(xué)林，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)【M】，高等教育出版社，2000年8月第一版