畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)控制 系 別： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 摘 要 該設(shè)計(jì)描述了洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗

2、滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停機(jī)的循環(huán)過程，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，提高控制系統(tǒng)的可靠性，全自動(dòng)洗衣機(jī)應(yīng)用了可編程控制器，它的功能強(qiáng)、可靠性極強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小。它結(jié)合全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可編程控制。 此設(shè)計(jì)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造型和資源的配置，控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制。 關(guān)鍵詞：PLC：洗衣機(jī)；全自動(dòng)；可編程控制

3、器 ABSTRACT The design is described by the water washing machines, washing, drainage, dewatering, alarm to automatically stop the cycle, and design the appropriate system software, combined with the appropriate hardware system to improve control system reliability, application of a prog

4、rammable automatic washing machine controller, it features strong, highly reliable, simple to program, easy to use, small size. Automatic washing machine control system which combines the requirements for the design process, from the main part of the selection, process analysis, idea generation proc

5、ess to complete this design task. To realize the programmable control. This design introduces a fully automatic washing machine works, plc control system modeling and resource allocation, control system programming and debugging. According to the working principle of automatic washing machine, usi

6、ng a programmable controller for control. Keywords: PLC: washing machine; automatic; programmable controller 前 言 目前自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)成為每個(gè)家庭所必需的電器，隨著它的暢銷出現(xiàn)了各種各樣的全自動(dòng)洗衣機(jī)，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水、 洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停機(jī)的循環(huán)過程設(shè)計(jì)了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)

7、電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單，因此在該設(shè)計(jì)中采用了PLC來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程。 該系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、觸摸屏等控制元件組成，可編程控制器完成整個(gè)系統(tǒng)邏輯控制、各運(yùn)行相關(guān)參數(shù)傳送與讀寫、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示功能。變頻器與可編程控制器利用自由口通訊協(xié)議通訊完成設(shè)備的啟/停、簡(jiǎn)易PLC程序的執(zhí)行及其它相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的傳送。PLC與觸摸屏通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，完成相關(guān)參數(shù)設(shè)置、啟停操作與狀態(tài)顯示。 全自動(dòng)洗衣機(jī)利用可編程控制器、變頻器與人機(jī)界面等自動(dòng)化產(chǎn)品的有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)洗滌設(shè)備的自動(dòng)控制，其主

8、要控制思路是對(duì)洗滌設(shè)備的進(jìn)水/出水、洗滌模式、洗滌時(shí)間、脫水頻率的設(shè)定、可編程控制器通訊功能的應(yīng)用、變頻器簡(jiǎn)易PLC功能的應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)的組合與設(shè)計(jì)。 此論文的初始對(duì)自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行了分類。 按自動(dòng)化程度分類，洗衣機(jī)可分為普通型、半自動(dòng)型、全自動(dòng)型三大類。并依次做了簡(jiǎn)單的介紹，同時(shí)全自動(dòng)洗衣機(jī)應(yīng)用了可編程控制器，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，然后主要是介紹全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)控制。 該論文設(shè)計(jì)主要包括：plc基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介及應(yīng)用，可編程控制器的應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 主要的參考文獻(xiàn)

9、：1：王振民.PLC原理及應(yīng)用 2: 謝克明，夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì) 3: 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù) 4: 蔣金周.全自動(dòng)洗衣機(jī)的PC智能控制 目錄 摘要………………………………………………………………………………………1 前言………………………………………………………………………………………2 第1章可編程控制器概述 ..……………………………………………………4 1.1可編程控制器的趨勢(shì)與動(dòng)向 ………………

10、……………………….4 1.2 可編程控制器的特點(diǎn)………………………………………………….5 1.3可編程控制器的原理……………………………………………………5 第2章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .…………………………………………………………7 2.1PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本原則…………………………………….7 2.2PLC應(yīng)用的特點(diǎn)……………………………………………………………7 2.3PLC I/O模塊的選擇步驟與原則…………………………………….8 2.3.1 開關(guān)量I／O模塊的選擇…………………………………9 2.3.2 模擬量I／O模塊的

11、選擇………………………………11 2.3.3 特殊功能模塊的選擇 …………………………………11 第3章全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制………………………………………12 3.1任務(wù)介紹…………………………………………………………………….12 3.2功能描述 ……………………………………………………………………13 3.3控制要求 ………………………………………………………………….14 3.4控制程序編制及畫出硬件接線圖…………………………………….16 3.5 I/O定時(shí)器/計(jì)時(shí)器的使用…………………………………………….18 3.6 梯形圖…………………………………

12、…………………………………….20 3.7指令表…………………………………………………………………………22 第4章操作說明………………………………………………………………………23 第5章課程設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………….24 第6章 感謝 ……………………………………………………………………….25 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………….26 附錄 總接線圖……………………………………………………………………….27 第一章可編程控制器的概述 1.1可編程控制器的趨勢(shì)與動(dòng)向 　一、 當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)

13、展趨勢(shì) 　　發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代；開發(fā)各種智能化模塊，不斷增強(qiáng)過程功能；PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）結(jié)合；通信聯(lián)網(wǎng)功能不斷增強(qiáng)；發(fā)展新的編程語言，增強(qiáng)容錯(cuò)功能。 　　二、 當(dāng)代PLC技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 　　美國(guó)通用汽車以用戶身份提出新一代控制器應(yīng)具備十大條件，這十大條件是： 　　1. 編程方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； 　　2. 維修方便，最好是插件式； 　　3. 可靠性高于繼電器控制柜； 　　4. 體積小于繼電器控制柜； 　　5. 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)； 　　6. 在成本上可與繼電器控制競(jìng)爭(zhēng)； 　　7. 輸入可以是交流115V； 　　8. 輸出為交流1

14、15V/2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥； 　　9. 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更； 　　10. 用戶程序存儲(chǔ)容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)。 1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司成功研制世界第一臺(tái)可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動(dòng)裝配線上首次使用并獲得成功。接著美國(guó)MODICON公司也研制出084控制，從此，這項(xiàng)新技術(shù)迅速在世界各國(guó)得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國(guó)引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第一臺(tái)可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國(guó)家也研制出他們的第一臺(tái)可編程控制器。我國(guó)從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是PLC采

15、用通訊微處理器之后，這種控制器就不在不局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能得到更進(jìn)一步增強(qiáng)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和少數(shù)32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PLC，使PLC的功能增強(qiáng)，工作速度快，體積減小，可靠性提高，成本下降，編程和故障檢測(cè)更為靈活、方便。 1.2可編程控制器的特點(diǎn) 硬件配置靈活，，編程方法簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)較惡劣的工業(yè)環(huán)境（工作室溫度可在0-60℃，存放溫度可為-40～80℃,相對(duì)濕度可達(dá)95%），體積小，維護(hù)費(fèi)用低。 （1）PLC能接收、處理和輸出各種開關(guān)量、模擬量和不同碼制的數(shù)碼，除能實(shí)現(xiàn)一般的邏輯控制（順序、步進(jìn)

16、、時(shí)序、條件和鎖存等）功能外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信等功能，配備適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備可以進(jìn)行打印。 （2）由于編程軟件化（可新編程序、可修改程序和數(shù)據(jù)處理的可接口性），當(dāng)生產(chǎn)工藝（或流程）改變時(shí)只需要修改軟件，而不需要改變硬件即可滿足新的控制要求，大大方便了設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)使用，縮短了設(shè)計(jì)施工和調(diào)試周期。 （3）PLC能與上一級(jí)計(jì)算機(jī)直接相連，在綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)中可以合理地實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制，作為基礎(chǔ)控制級(jí)使用。 （4）PLC采用獨(dú)特而簡(jiǎn)便的編程方法，并采用與工藝流程相適應(yīng)的一般符號(hào)。編程方法簡(jiǎn)明通俗，易學(xué)、易編、易改，很容易將原來的繼電器控制線路直接翻譯到PLC軟件上。 1.3可編

17、程控制器的原理 可編程控制器是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的知識(shí)界面輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc擴(kuò)充其功能的原則進(jìn)行高度人性化。因此，可編程控制器以其簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、鋼鐵、航空航天、船舶、化工、紡織、食品、造紙、軍工等工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。 本書以我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛的三種高性能小型機(jī)為背景，系統(tǒng)闡述了可編程控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件和軟件系統(tǒng)以及plc控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到

18、安裝到維護(hù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，并對(duì)plc的組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 本書內(nèi)容新穎，深入淺出，語言通俗易懂，理論聯(lián)系實(shí)際。通過實(shí)例，詳細(xì)地介紹了plc在不同行業(yè)中的具體應(yīng)用，在編寫形式上，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，不但在各章節(jié)適時(shí)插入實(shí)例，使讀者加深理解和掌握具體內(nèi)容，而且以綜合舉例作為最后一章，以便于讀者參考和提高綜合應(yīng)用可編程控制器的能力。 本書可作為高等學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、電氣技術(shù)專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為廣大工程技術(shù)人員的參考用書。 第二章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量

19、。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。 2. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全

20、面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。 3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 4. 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要

21、求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 2.2PLC的應(yīng)用特點(diǎn) 1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以

22、編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。 2．配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

23、 PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 2.3PLC I/O模塊的選擇步驟與原則 一般I／O模塊的價(jià)

24、格占PLC價(jià)格的一半以上。PLC的I／O模塊有開關(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。 2.3.1 開關(guān)量I／O模塊的選擇 1、 開關(guān)量輸入模塊的選擇 開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開關(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

25、接與接近開關(guān)、光電開關(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，

26、各組之間是分隔的。分組式的開關(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說明書。 2、 開關(guān)量輸出模塊的選擇 開關(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 開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸

27、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)過電壓和過電流的能力較強(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)

28、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的電流值，如一個(gè)220V／2A的８點(diǎn)輸

29、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的電流并不是16A(82A)，通常要比此值小得多。一般來講，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。 2.3.2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

30、；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，可用來直接接收低電平信號(hào)（如RTD、熱電偶等信號(hào)）。 2.3.3、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。 第三章 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制 3.1 PLC控制

31、 3.1.1．課題名稱：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制 3.1.2．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3.1 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執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過

32、電控系統(tǒng)使排水閥打開，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)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(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、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。 3.2 功能描述 洗衣服全過程描述：轉(zhuǎn)好衣服放好洗滌液后，關(guān)上洗衣機(jī)的門，門開關(guān)SB0閉合后才能正常洗滌。按下啟動(dòng)按鈕SB1，洗衣機(jī)的進(jìn)水電磁閥Y1打開，開始進(jìn)水，上限水位開關(guān)SB2閉合停止進(jìn)水。開始進(jìn)行預(yù)浸5分鐘。當(dāng)然在開始洗滌前就要選擇好洗滌方式，這里只設(shè)

33、置三種洗滌方式，強(qiáng)洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、柔洗。 強(qiáng)洗：是洗滌電動(dòng)機(jī)只進(jìn)行正轉(zhuǎn)進(jìn)行衣服的洗滌，洗滌時(shí)間為15分鐘： 標(biāo)準(zhǔn)洗：是洗滌電動(dòng)機(jī)先正轉(zhuǎn)20秒，然后停轉(zhuǎn)5秒，早反轉(zhuǎn)20秒，有停轉(zhuǎn)5秒，在又正轉(zhuǎn)，如此反復(fù)循環(huán)，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)洗的時(shí)間為20分鐘： 柔洗：是洗滌電動(dòng)機(jī)先正轉(zhuǎn)15秒，再停10秒，然后反轉(zhuǎn)15秒，再停10秒，又開始正轉(zhuǎn)，如此反復(fù)循環(huán)，整個(gè)柔洗的時(shí)間為30分鐘。 洗滌完成后，打開排水電磁閥Y2開始排水，當(dāng)下限水位開關(guān)SB3斷開時(shí)表示水已經(jīng)排完，就開始進(jìn)入到漂洗階段。拍哦洗就是放進(jìn)干凈水，上限水位開關(guān)閉合后停止進(jìn)水，洗滌電動(dòng)機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)洗的工作方式進(jìn)行漂洗，單次漂洗時(shí)間為5分鐘，時(shí)間到后開始將水排

34、完，又重新進(jìn)行新一輪漂洗，總共漂洗4次。漂洗結(jié)束后將水排完，在進(jìn)行脫水，次是洗滌電動(dòng)機(jī)接通的是高速繞組，進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，通過長(zhǎng)生的離心力將衣服的水分從桶壁的小孔甩出去，脫水時(shí)間不能超過5分鐘。當(dāng)脫水過程結(jié)束后，開始蜂鳴器YW報(bào)警，提示衣服已經(jīng)那個(gè)洗好。 3.3 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)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高低）時(shí)停止進(jìn)水。 （2）2秒后開始洗滌。 （3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(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秒后開始排水，排空后（水位下降到低位）開始

35、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)過程。 （5） 若未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動(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。 3.4.1主接線路如下圖所示： 圖3.2 23 3.4.2 PLC硬件連接線路如下圖所示：

36、 圖3.3 3.4.3設(shè)計(jì)功能順序如下圖 所示： 圖3.4 3.5、I/O口及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器說明 I/O口分配表： 類別 元件 端子號(hào) 作用 輸 入 SB1 X0 啟動(dòng)按鈕 SB2 X1 停止按鈕 SB3 X2 排水按鈕 SL1 X3 高水位開關(guān)

37、SL2 X4 低水位開關(guān) 輸 出 YV1 Y0 進(jìn)水電磁閥 KM1 Y1 電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 KM2 Y2 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 YV2 Y3 排水電磁閥 YC1 Y4 脫水電磁離合器 KM3 Y5 報(bào)警蜂鳴器 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說明： 類別 器件號(hào) 設(shè)定值 作用 定 時(shí) 器 T0 2S 進(jìn)水候暫停時(shí)間 T1 15s 正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí) T2 3s 正洗暫停計(jì)時(shí) T3 15s 反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí) T4 3s 反洗暫停計(jì)時(shí) T5 10s 脫水計(jì)時(shí) T6 10s 洗完報(bào)警計(jì)時(shí) 計(jì)數(shù)器 C0 3次 正

38、、反洗循環(huán)計(jì)數(shù) C1 3次 脫水（大循環(huán)）計(jì)數(shù) 3.6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 3．7指令表 第四章 操作說明 按下啟動(dòng)按鈕，X0為ON，進(jìn)入工步S20，y0為ON，打開進(jìn)水電磁

39、閥。當(dāng)水位到達(dá)高水位時(shí)，X3為ON，M0自鎖，同時(shí)斷開進(jìn)水電磁閥，同時(shí)T0為ON，記時(shí)2秒。進(jìn)入工步2，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，開始接通Y1（正向洗滌），并啟動(dòng)定時(shí)器T1。15s后，T1觸點(diǎn)動(dòng)作，使Y1為OFF，停止正向洗滌，并啟動(dòng)定時(shí)器T2。經(jīng)過3s的暫停，T2觸點(diǎn)為ON，進(jìn)入工步S22.電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，開始反向洗滌，并啟動(dòng)定時(shí)器T3。反洗15s后，T3觸點(diǎn)動(dòng)作，使Y2(反轉(zhuǎn)洗滌)為OFF，停止反向洗滌，并啟動(dòng)定時(shí)器T4。經(jīng)過3s的定時(shí)，T4動(dòng)作，使計(jì)數(shù)器C100計(jì)一次時(shí)；同時(shí)判段記數(shù)次數(shù)若為3，并且X4（底水位）接通則進(jìn)2工步S23, 同時(shí)復(fù)位C100.若不為3則進(jìn)入工步S21重新進(jìn)行從正向洗滌開始到反向

40、洗滌結(jié)束的小循環(huán)只到 C100是3為止。當(dāng)C100滿3且進(jìn)入工步S23（脫水）后，邊排水邊脫水同時(shí) T5記時(shí)10秒，10秒后C101通記數(shù)一次若C101不為3則進(jìn)入工步s20開始大循環(huán)，若C101是3則進(jìn)入工步S24,開始報(bào)警接通Y5（報(bào)警）同時(shí)T6記時(shí)10秒后T6觸點(diǎn)通，復(fù)位S20~S24,程序結(jié)束。 第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 隨著畢業(yè)日子的到來，課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)

41、知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。

42、此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師楊輝玲老師、宋老師和于老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)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(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)

43、設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 第六章 致謝 通過課程設(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

44、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，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應(yīng)用》. 2002.5 2：王永華主編《現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)》北京航空航天大學(xué). 2002.5 3：胡學(xué)林主編《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》.高等教育出版社.2000。4 5：張運(yùn)波.《工廠電氣控制技術(shù)》. 2001 6：田瑞庭.《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》 1994 7：曲非非.《 PLC應(yīng)用技術(shù)200例》 2003 8：常斗南. 《可編程序控制器「原理⊙應(yīng)用⊙實(shí)驗(yàn)」第2版 2002》 9：王振民.《PLC原理及應(yīng)用》 10: 謝克明.《夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)》 11: 王永華.《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》 12: 蔣金周.《全自動(dòng)洗衣機(jī)的PC智能控制》 附錄：總接線圖 27