毕业论文PLC技术与全自动洗衣机

毕业设计（论文）PLC 技术与全自动洗衣机系 别： 电气电子工程系 学生姓名： 专业班级： 应用电子技术 学 号： 指导教师： 2012年 4月 25日毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 XX 职业技术学院要以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。保密，在_年解密后适用本授权书.本论文属于不保密。（请在以上方框内打“” ）毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日毕业设计（论文）I摘 要本文介绍了可编程序控制器（PLC）和 PLC 控制系统的定义、特点、分类、技术指标、基本结构、工作原理、硬件知识以及 PLC 控制系统等相关知识，据此设计了一个简单的全自动洗衣机控制系统。全自动洗衣机通过了可编程序控制器来实现洗涤过程，省时省力。可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC 的学习比一般编程学习困难在于，要完成一个控制系统不仅需要掌握一定的编程技术，更为重要的是要知道如何针对实际应用的需要选择合适的 PLC 型号，然后进行资源配置，设计控制系统。该设计为全自动洗衣机的 PLC 控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的 PLC 的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统 PLC 程序。关键词：PLC；自动化；控制程序 毕业设计（论文）II目 录摘 要.(I)绪 论(1)1 PLC 简介.(1)1.1 概述.(1)1.2 PLC 的发展历程.(1)1.3 PLC 的特点(2)1.4 PLC 的分类(3)1.5 PLC 的功能(4)2 PLC 的主要技术指标(5)3 PLC 的工作原理(6)3.1 扫描技术.(6)4 PLC 的结构与设计(7)4.1 PLC 的基本结构.(7)4.2 设计原则.(9)4.3 设计步骤.(10)5 PLC 变成软件的应用.(11)5.1 设程序输入和编辑(11)6 PLC 全自动化洗衣机的基本结构.(14)6.1 全自动洗衣机的工作原理及构造.(14)6.2 全自动洗衣机系统的配置.(16)毕业设计（论文）III6.3 全自动洗衣机控制系统的 PLC 选型(17)6.4 全自动洗衣机的控制流程(18)6.5 全自动洗衣机 PLC 控制程序设计及分析(19)6.6 调试(23)6.7 设计小结 (24)参考文献 (25)致 谢(26)毕业设计（论文）1绪 论随着计算机技术、微电子技术以及数字化通信技术的飞快发展，可编程序控制器（PLC）产品结合类计算机产业中最先进的技术手段以及电气自动化控制的重要理论，在其性能指标及功能上进一步完善并丰富，打破了传统的 PLC 概念，在电气控制领域的发展范围越来越大。可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。本文介绍了可编程控制器（PLC）和 PLC 控制系统的基本知识，包括 PLC 的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理 PLC 控制系统等相关知识。1 PLC 简介1.1 概述PLC 自问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会（IEC） ，并在 1987 年作了如下的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程控制器，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，并通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。可编程控制器及基有关外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充基其功能的原则设计的。 ”总之，可编程控制器是一台专为工业环境而设计的计算机，它是将传统的计算机技术、继电器技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体的工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。1.2 PLC 的发展历程PLC 的发展也是与计算机技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，正是这些高新技术的发展推动了可编程控制器的发展。毕业设计（论文）2从控制功能来看，可编程控制器的发展大致经历了 4 个阶段： (一)初级阶段：从第一台 PLC 问世到 20 世纪 70 年代中期 由于第一代 PLC 是为了取代继电器的，因此，主要功能是逻辑运算和计时、计数功能。CPU 由中小规模数字集成电路构成。主要产品有：MODICON 公司的084，AB 公司的 PDQ-IL，DEC 公司的 PDP-14，日立公司的 SCY-022 等。第一阶段就采用了梯形图语言作为编程方式，尽管有些枯燥，但却形成了工厂的编程标准。 (二)扩展阶段：从 20 世纪 70 年代中期到 70 年代末期 这一阶段 PLC 产品的控制功能得到很大扩展。扩展的功能包括数据的传送、数据的比较和运算、模拟量的运算等功能。这一阶段的产品有 MODICON 的184，284，384，西门子公司的 SIMATICS3 系列，富士电机公司的 SC 系列产品。(三)通信阶段：20 世纪 70 年代末期到 80 年代中期 这一阶段产品与计算机通信的发展有关，形成了分布式通信网络。但是，由于各制造商各自为政，通信系统也是各有各的规范。由于在很短的时间内，PLC 就已经从汽车行业迅速扩展到其它行业，作为继电器的替代品进入了食品、饮料、金属加工、制造和造纸等多个行业。其次，产品功能也得到很大的发展。同时，可靠性进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的 SIMATICS6 系列，GOULD 公司的 M84，884 等，富士电机的 MICRO 和 TI 公司的 TI530 等。 (四)开放阶段：从 20 世纪 80 年代中期开始 由于国际标准化组织提出了开放系统互连的参考模型 OSI，使 PLC 在开放功能上有较大发展。主要表现为通信系统的开放，使各制造厂商的产品可以通信，通信协议开始标准化，使用户得益。此外，PLC 开始采用标准化软件系统，增加高级语言编程，并完成了编程语言的标准化工作。1.3 PLC 的特点PLC 是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，所以在工业控制方面，它具有继电器或通用计算机所无法比拟的特点。(一)体积小、重量轻超小型的 PLC 底部尺寸100mm，重量150g，其功耗仅为数瓦。由于其体毕业设计（论文）3积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。(二) 实用性普遍PLC 可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多 PLC 具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，PLC 的功能日益完善，PLC 的应用已经普遍到温度控制、位置控制及 CNC 等多个控制领域。(三) 抗干扰能力强由于 PLC 采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，PLC 还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入外围器件的自诊断故障程序，让系统中出了 PLC 之外的电路与设备也能获得自我保护功能。(四) 应用简单、普遍PLC 作为直接面向企业的工控设备，具有接口容易、编程语言易于被工程技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、表达方式等与继电器电路图基本类似，只需通过 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就能熟练实现在电气控制中的应用。(五) 维护与改造方便PLC 通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在的接线，极大减少了控制系统设计和建造的时间，为后期维护提供了方便，同时程序较易改变，可极快应用于生产过程的改变。1.4 PLC 的分类 （一）小型 PLC连接开关量 I/O 模块、模拟量 I/O 模块以及其它各种特殊功能模块，能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数 输入/输出点数在 128 点以下的 PLC 称为小型 PLC。其特点是体积小、结构紧凑，它可以据处理和传送、通信联网以及各种应用指令。（二）中型 PLC毕业设计（论文）4输入/输出点数在 128-512 点之间的 PLC 称为中型 PLC。它除了具有小型机所能实现在功能外，还具有强在的网络通信功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。（三）大型 PLC输入/输出点数大于 512 的 PLC 称为大型 PLC。它具有强大的软件硬件功能、自诊断功能、通信联网功能，它可以构成三级通信网，实现工厂生产管理自动化。另外大型 PLC 还可以采用三 CPU 构成表决式系统，使机器具有更高的可靠性。1.5 PLC 的功能（一)逻辑控制功能逻辑控制功能实际上就是位处理功能，是可编程控制器的最基本的功能之一。PLC 设置有“与” 、 “或” 、 “非”等逻辑指令。利用这些指令，根据外部现场(开关、按钮或其他传感器)的状态，按照制定的逻辑进行运算处理后，将结果输出到现场的被控对象(电磁阀、接触器、继电器、指示灯等)。因此 PLC 可以代替继电器进行开关控制，完成触点的串联、并联等各种连接。另外，在PLC 中一个逻辑位的状态可以无限次地使用，逻辑关系的修改变更也十分方便。（二)定时控制功能PLC 中有许多可供用户使用的定时器，功能类似于继电器线路中的时间继电器。定时器的设定值(定时时间)可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。程序执行时，PLC 将根据用户指定的定时器指令对某个操作进行限制或延时控制，以满足生产工艺的要求。（三)计数控制功能PLC 为用户提供了很多计数器。计数器计到某一定值时(设定值)，产生一个状态信号，利用该状态信号实现对某个操作的计数控制。计数器的设定值可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改。程序执行时 PLc 将根据用户用计数器指令指定的计数器对某个控制信号的状态改变次数(如某个开关的闭合次数)进行计数，以完成对某个工作过程的计数控制。（四)步进控制功能 毕业设计（论文）5PLC 为用户提供了若干个状态器，可以实现由时间、计数或其他指定逻辑信号为转移条件的步进控制，即在一道工序完成以后，在转移条件满足时，自动进行下一道工序。大部分 PLc 都有专用的步进控制指令，应用步进指令编程十分方便。（五)数据处理功能大部分 PLC 都有数据处理功能，可实现算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数制转换、译码编码等操作。现在一些新型的 PLc 数据处理功能更加齐全，可以完成开方、PID 运算、浮点运算等操作，还可以和 cRT、打印机连接，实现程序、数据的显示和打印。（六)过程控制功能有些 PLC 具有 AD、DA 转换功能，可以方便地完成对模拟量的控制和调节。（七)通信联网功能 。有些 PLC 采用通信技术，可以多台 PLC 之间的同位链接、PLC 与计算机之间的通信等。利用 PLC 之间的同位链接，可以把数十台 PLC 用同级或分级的方式链成网络，使各台 PLC 的 IO 状态相互透明。采用 PLC 和计算机之间的通信连接，可用计算机为上位机，下面连接数十台 PLC 作为现场控制。目前 PLC 的联网和通信技术正趋于完善并迅速发展。（八)监控功能PLC 设置了较强的监控功能。操作人