歐姆龍PLC自動洗衣機課程設計.doc

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天津大學仁愛學院PLC課程設計報告設計題目：自動洗衣機 專業(yè)班級： 12級自動化1班 學生姓名： 學生學號： 指導教師： 張?，| 扈書亮 成績： 2015年 9 月 17日目錄引言3系統(tǒng)總體方案設計系統(tǒng)設計方案 4I/O端子表 4控制系統(tǒng)設計PLC時序圖說明 5 3.1.1啟停控制 53.1.2洗滌控制 63.1.3脫水與漂洗過程 63.1.4 LED報警燈 83.1.5數(shù)碼管顯示部分 9四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 10五、總結(jié)收獲及心得 11參考文獻12附錄 12一、引言 在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC和變頻器的綜合應用最為普遍。PLC采用一類可編程的存儲器，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。它比傳統(tǒng)繼電器更穩(wěn)定，更節(jié)能，更抗干擾。隨著PLC功能的不斷完善，性能價格比的不斷提高，PLC的應用面也越來越廣。目前，PLC已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工等各行各業(yè)中。特別適用于自動化和智能化的家用電器本設計論文是用PLC作全自動洗衣機的控制核心，控制要求，利用PLC作的控制裝置，根據(jù)按鈕開關(guān)、限位開關(guān)或傳感器等電器元件發(fā)出的輸入信號作用下。經(jīng)過用戶程序的編譯和邏輯運算，產(chǎn)生輸出控制信號，輸出信號經(jīng)過輸出控制線路可直接控制外部的負載系統(tǒng)，如電動機、接觸器、電磁閥、指示燈等。本次課設自動洗衣機需要實現(xiàn)的功能如下，首先洗衣機進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。其次，洗滌正、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。PLC控制部分的要求,初始狀態(tài)，按啟動按鈕開始進水。到達高水位時，停止進水，開始洗滌過程。洗滌時，波盤正轉(zhuǎn)15s，停3s ；而后波盤反轉(zhuǎn)15s，停3s。如此反復3次，完成一個洗滌過程。脫水時，水位先下降到低水位。開始脫水并繼續(xù)排水，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電機正轉(zhuǎn)進行甩干，脫水時間為10s。脫水完成后打開進水閥，進水15s，完成漂洗過程：正轉(zhuǎn)5s，停3s，正轉(zhuǎn)5s，停3s，反轉(zhuǎn)5s，停3s，為一個漂洗過程；脫水10s；整個漂洗過程2遍。最后一次脫水完成后蜂鳴器報警5s，洗衣機自動停止。停止按鈕用來手動隨時停止洗衣機的運轉(zhuǎn)。操作面板上設置啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2。數(shù)碼顯示洗衣機工作時間?？蛇M行手動操作，按照需要設計洗滌時間（洗滌過程中的各時間不變）、脫水時間。二、系統(tǒng)總體方案設計系統(tǒng)設計方案PLC控制具有實時性、信號處理時間短、速度快、更能滿足各個領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項目，可靠性高，豐富的I/O卡件，質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高，安裝簡單，維修方便，PLC控制能在高粉塵、高噪聲、強電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。因為它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對簡單，編程語言也相對簡單，并且測試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設計的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。圖2.1系統(tǒng)設計方案框圖I/O端子表輸入I輸出O啟動0.00進水閥1.00停止0.03電機正轉(zhuǎn)1.01最高水位0.01電機反轉(zhuǎn)1.02最低水位0.02出水閥門1.03脫水正轉(zhuǎn)1.04漂洗正轉(zhuǎn)1.05漂洗反轉(zhuǎn)1.06脫水1.07LED報警燈1.087段數(shù)碼管個位1.091.127段數(shù)碼管十位1.131.16圖2.2 I/O分配圖三、控制系統(tǒng)設計3.1 PLC時序圖說明3.1.1啟?？刂票径?.00為開始開關(guān)，開啟后被1.00進水開關(guān)自鎖，當水位達到最高水位，觸發(fā)0.01，產(chǎn)生脈沖信號作用于1200.03，作用到后面的洗滌程序。3.1.2洗滌控制本段對正反轉(zhuǎn)的控制采用時間繼電器加內(nèi)部輔助觸點組合的方式進行控制，用輸出點1.01與1.02分別控制兩個接觸器，從而完成正反轉(zhuǎn)換相的操作，但有一個疏忽之處就是沒有設置輸出互鎖，但存在一個3s的中斷時間，所以影響較小。3.1.3脫水與漂洗過程本段因涉及進水和排水，故在進水閥和出水閥上設置互鎖，防止出現(xiàn)邊進水邊出水，同時對于最低水位0.02的檢測，采用DIFU將長信號變?yōu)槊}沖，采用因在完成洗滌后有一次脫水指令，根據(jù)設計要求飄洗要執(zhí)行兩遍，故CNT0002設定值是3次后，進入結(jié)束程序3.1.4 LED報警燈 報警燈采用時間繼電器與計數(shù)器組合產(chǎn)生1s脈沖，從而使LED閃爍，設定值為亮0.5s與0.5s滅，循環(huán)5次。同時這個閃爍可以用P_1S脈沖信號替代。3.1.5數(shù)碼管顯示部分數(shù)碼管部分記錄從開機到完成洗滌的總時間，計時采用單位時間p_1s通過上升沿脈沖DIFU產(chǎn)生脈沖輸出到1200.12，在加法器+BCL上，每收到一個脈沖，自加1，每個脈沖間隔1S，結(jié)果數(shù)將送到D0，通過移位寄存器MOVL，以1S為周期刷新D0，同時MOVL（498）與減法器-BCL配合，重置數(shù)據(jù)，每次開啟和關(guān)斷都將重置加法器，當正常停止加法器不清零。四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析程序大概框架完成耗費了大概5天時間，期間按照洗滌步驟分為4部分，依次進行，每編完一部分均需要上傳PLC實機測試，期間出現(xiàn)大大小小的問題，下面就對幾個遇到比較大的問題進行分析。問題1.洗滌正反轉(zhuǎn)只能循環(huán)一遍，第二遍反轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)失效。解決方案：仔細檢查程序沒有邏輯錯誤，但上機發(fā)現(xiàn)為反轉(zhuǎn)15S的時間繼電器無法復位，導致下面的環(huán)節(jié)出現(xiàn)長通，無法循環(huán)，嘗試加入下一個繼電器的常閉開關(guān)到該時間繼電器上問題解決。問題2.漂洗過程中的15S注水結(jié)束，程序會跳至洗滌程序，同時漂洗程序也同時進行，甚至出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)同時導通。解決方案：檢查發(fā)現(xiàn)，注水完成時，注水閥1.00會觸發(fā)漂洗的同時，也會同時觸發(fā)洗滌過程。嘗試在洗滌開始處和漂洗處互相加入常閉，從而構(gòu)成互鎖，完美解決問題。問題3.時間顯示初期，顯示的數(shù)據(jù)在1s內(nèi)，變換N多次，顯示的兩位數(shù)幾乎是隨機數(shù)據(jù)，但刷新時間是1S刷新一次。解決方案：這個問題困擾了我好幾天，因為對加法器和移位寄存器不是特別了解，所以幾次嘗試均失敗了，通過求助于老師和網(wǎng)絡，漸漸問題清晰起來，原來是P-1S的時間脈沖出的問題，1S的脈沖存在0.5S占空比，所以會導致加法器在0.5s內(nèi)持續(xù)累積，造成亂碼，將時間脈沖加入DIFU上升沿脈沖，占空比減小，加法器工作正常，終于計數(shù)也正常了。 五、總結(jié)收獲及心得通過本次課程設計，學到了編程是一個鍛煉人耐心和細心的事，在這次設計中，程序指令都是平常用的指令，但出現(xiàn)的問題有的是因為常開寫為常閉等等，但同時這次設計也對我PLC的知識面進行了一次檢測，因為對PLC比較感興趣，所以在上學期的PLC課程是我為數(shù)不多的一門認知聽講的課程，再加上PLC基礎知識也并不難，所以在這次PLC課設中，編程比較順利，同時也面臨著一個老話題，知識了解不深入，能編出程序不代表程序就一定完美，這次課設的程序其實有好多地方可以更簡單的解決，比如時間繼電器循環(huán)可以不用內(nèi)部輔助繼電器，大量重復使用時間繼電器，洗滌和漂洗的程序輸出可以用2個點位的一下子占了4個點位，這些都是不完美的表現(xiàn)，所以，這次設計對我以后所從事的工作有很大啟發(fā)，其中最多的是完成不代表完美，我所掌握的知識還是太少！參考文獻1周美蘭，周封，忘岳宇PLC電氣控制與組態(tài)設計北京：科學出版社，20032吳中俊，可編程序控制器原理及應用北京：機械工業(yè)出版社，20033張萬忠，劉明芹電器與PLC控制技術(shù)北京：化學工業(yè)出版社。2003附錄：文件1 自動洗衣機V3.5.cxp 文件2 自動洗衣機V3.5.opt