基于PLC全自动洗衣机毕业设计修改4.doc

1 扬州职业大学毕业设计 论文 目 录 摘 要 1 前 言 2 1 可编程控制器的趋势与动向 3 1 1 当代 PLC 的发张趋势 3 1 2 当代 PLC 技术的发展动向 3 1 3 可编程控制器的特点 3 1 4 可编程控制器的原理 4 2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程 5 2 3 主接线路如下图所示 8 2 4 PLC 硬件连接线路如下图所示 18 2 5 设计功能顺序下图所示 19 3 I O 口及定时器 计数器说明 20 3 2 梯形图 21 3 3 指令表 22 4 操作说明 24 结论 25 致谢 26 参考文献 27 2 附录 总接线路 28 1 摘 要 该设计描述了洗衣机由进水 洗涤 排水 脱水 报警到自动停机的循环过程 并设计相应的系 统软件 结合相应的硬件系统 提高控制系统的可靠性 全自动洗衣机应用了可编程控制器 它 的功能强 可靠性极强 编程简单 使用方便 体积小 它结合全自动洗衣机控制系统的要求 进行程序的设计 从主要部件的选择 流程的分析 程序思路的产生来完成本次设计任务 从而 实现对可编程控制 此设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理 控制系统的 plc 造型和资源的配置 控制系统程序 设计与调试 根据全自动洗衣机的工作原理 利用可编程控制器实现控制 关键词 PLC 洗衣机 全自动 可编程控制 前 言 目前自动洗衣机已经成为每个家庭所必需的电器 随着它的畅销出现了各种各样的全自动洗衣机 该设计实现了洗衣机由进水 洗涤 排水 脱水 报警到自动停 机的循环过程设计了相应的系统软件 在工业控制系统中广泛应用的 PLC 能克服单片机的缺点 它是整体模块 集中了驱动电路 检测电路和保护电路以及通讯联网功能 因此在运用中 硬件 也相对简单 提高控制系统的可靠性 另外它的编程语言也相对简单 因此在该设计中采用了 PLC 来实现全自动洗衣机的工作过程 2 该系统由可编程控制器 变频器 触摸屏等控制组件组成 可编程控制器完成整个系统逻辑 控制 各运行相关参数传送与读写 设备运行状态显示功能 变频器与可编程控制器利用自由口 通讯协议通讯完成设备的启 停 简易 PLC 程序的执行及其它相关运行参数的传送 PLC 与触摸 屏通讯实现人机对话 完成相关参数设置 启停操作与状态显示 全自动洗衣机利用可编程控制器 变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗 涤设备的自动控制 其主要控制思路是对洗涤设备的进水 出水 洗涤模式 洗涤时间 脱水频 率的设定 可编程控制器通讯功能的应用 变频器简易 PLC 功能的应用进行有机的组合与设计 此论文的初始对自动洗衣机进行了分类 按自动化程度分类 洗衣机可分为普通型 半自动 型 全自动型三大类 并依次做了简单的介绍 同时全自动洗衣机应用了可编程控制器 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 然后 主要是介绍全自动洗衣机的工作原理 利用可编程控制器 PLC 实现控制 1 可编程控制器的趋势与动向 1 1 当代 PLC 的发张趋势 发展迅速 产品更新换代 开发各种智能化模块 不断增强过程功能 PLC 与个人计算机 PC 结合 通信联网功能不断增强 发展新的编程语言 增强容错功能 1 2 当代 PLC 技术的发展动向 美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件 这十大条件是 1 编程方便 可在现场修改程序 2 维修方便 最好是插件式 3 可靠性高于继电器控制柜 4 体积小于继电器控制柜 5 可将数据直接送入管理计算机 6 在成本上可与继电器控制竞争 7 输入可以是交流 115V 8 输出为交流 115V 2A 以上 能直接驱动电磁阀 9 在扩展时 原有系统只要很小变更 10 用户程序存储容量至少能扩展到 4K 字节 1 3 可编程控制器的特点 硬件配置灵活 编程方法简便 抗干扰能力强 能适应较恶劣的工业环境 工作室温度可在 0 60 存放温度可为 40 80 相对湿度可达 95 体积小 维护费用低 1 PLC 能接收 处理和输出各种开关量 模拟量和不同码制的数码 除能实现一般的逻辑控 制 顺序 步进 时序 条件和锁存等 功能外 还能实现数值运算 数据转换及数据通信等功 能 配备适当的外围设备可以进行打印 2 由于编程软件化 可新编程序 可修改程序和数据处理的可接口性 当生产工艺 或流程 改变时只需要修改软件 而不需要改变硬件即可满足新的控制要求 大大方便了设计和现场使用 缩短了设计施工和调试周期 3 PLC 能与上一级计算机直接相连 在综合自动化控制系统中可以合理地实现分级控制 作 为基础控制级使用 4 PLC 采用独特而简便的编程方法 并采用与工艺流程相适应的一般符号 编程方法简明通 俗 易学 易编 易改 很容易将原来的继电器控制线路直接翻译到 PLC 软件上 1 4 可编程控制器的原理 可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统 专为工业环境下应用而设计 它采用可编程序 的存贮器 用来在其内部存贮执行逻辑运算 顺序控制定时 计数和算术运算等操作的指令 并 通过数字式 模拟式的知识界面输出 控制各种类型的机械或生产过程 plc 扩充其功能的原则 3 进行高度人性化 因此 可编程控制器以其简单易懂 操作方便 可靠性高 通用灵活 体积小 使用寿命长等一系列优点 在汽车 钢铁 航空航天 船舶 化工 纺织 食品 造纸 军工等 工业领域获得了广泛的应用 本书以我国目前应用最广泛的三种高性能小型机为背景 系统阐 述了可编程控制器的结构 工作原理 硬件和软件系统以及 plc 控制系统从设计到安装到维护的 系统设计过程 并对 plc 的组网技术进行了详细介绍 本书内容新颖 深入浅出 语言通俗易 懂 理论联系实际 通过实例 详细地介绍了 plc 在不同行业中的具体应用 在编写形式上 注 重理论与实践的结合 不但在各章节适时插入实例 使读者加深理解和掌握具体内容 而且以综 合举例作为最后一章 以便于读者参考和提高综合应用可编程控制器的能力 本书可作为高等 学校机电一体化专业 自动化专业 电气技术专业及其它相关专业的教材 也可作为广大工程技 术人员的参考用书 2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程 洗衣机的应用现在比较普遍 全自动洗衣机的实物示意图如下图 1 所示 进水口启动按钮停止按钮 排水按钮 控制器 高水位开关 低水位开关 排水口 内桶 外桶 波盘 洗涤电机 图 1 自动洗衣机示意图 全自动洗衣机的洗衣桶 外桶 和脱水桶 内桶 是以同一中心安放的 外桶固定 作盛水 用 内桶可以旋转 作脱水 甩水 用 内桶的四周有很多小孔 使内外桶的水流相通 该洗衣 机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行 进水时 通过电控系统使进水阀打开 4 经进水管将水注入到外桶 排水时 通过电控系统使排水阀打开 将水由外桶排出到机外 洗涤 正转 反转由洗涤电动机驱动波盘正 反转来实现 此时脱水桶并不旋转 脱水时 通过电控系 统将离合器合上 由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干 高 低水位开关分别用来检测高 低水 位 启动按钮用来启动洗衣机工作 停止按钮用来实现手动停止进水 排水 脱水及报警 排水 按钮用来实现手动排水 2 1 功能描述 洗衣服全过程描述 转好衣服放好洗涤液后 关上洗衣机的门 门开关 SB0 闭合后才能正常洗 涤 按下启动按钮 SB1 洗衣机的进水电磁阀 Y1 打开 开始进水 上限水位开关 SB2 闭合停止 进水 开始进行预浸 5 分钟 当然在开始洗涤前就要选择好洗涤方式 这里只设置三种洗涤方式 强洗 标准洗 柔洗 强洗 是洗涤电动机只进行正转进行衣服的洗涤 洗涤时间为 15 分钟 标准洗 是洗涤电动机先正转 20 秒 然后停转 5 秒 早反转 20 秒 有停转 5 秒 在又正转 如 此反复循环 整个标准洗的时间为 20 分钟 柔洗 是洗涤电动机先正转 15 秒 再停 10 秒 然后反转 15 秒 再停 10 秒 又开始正转 如此 反复循环 整个柔洗的时间为 30 分钟 洗涤完成后 打开排水电磁阀 Y2 开始排水 当下限水位开关 SB3 断开时表示水已经排完 就开 始进入到漂洗阶段 拍哦洗就是放进干净水 上限水位开关闭合后停止进水 洗涤电动机采用标 准洗的工作方式进行漂洗 单次漂洗时间为 5 分钟 时间到后开始将水排完 又重新进行新一轮 漂洗 总共漂洗 4 次 漂洗结束后将水排完 在进行脱水 次是洗涤电动机接通的是高速绕组 进行高速旋转 通过长生的离心力将衣服的水分从桶壁的小孔甩出去 脱水时间不能超过 5 分钟 当脱水过程结束后 开始蜂鸣器 YW 报警 提示衣服已经那个洗好 2 2 控制要求 PLC 投入运行 系统处于初始状态 准备好启动 1 按下启动按扭及水位选择开关 开始进水 水满 即水位到达高低 时停止进水 2 2 秒后开始洗涤 3 洗涤时 正转 15 秒后暂停 暂停 3 秒后开始反转洗涤 反转洗涤 15 秒后暂停 暂停 3 秒 4 如此循环 3 次 总共 180 秒后开始排水 排空后 水位下降到低位 开始脱水并继续排水 脱水 10 秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程 5 若未完成 3 次大循环 则返回从进水开始的全部动作 进行下一次大循环 若完成了 3 次 5 大循环 则进行洗完报警 6 报警 10 秒结束全部过程 自动停机 7 此外按排水按钮可实现手动排水 按停车按扭可停止进水 排水 脱水及报警 2 3 主接线路如下图所示 图 2 5 N A B C 主主接接线线图图 KM2 M PE 3 KM1 QS FU FR 18 2 4 PLC 硬件连接线路如下图所示 图 2 4 2 5 设计功能顺序下图所示 X000 X001 X002 X003 X004 COM Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 COM Y YA A1 1 K KM M1 1 K KM M2 2 Y YA A2 2 Y YA A3 3 Y YH H 三三菱菱 F FX X 2 2N N 系系列列 2 22 20 0 L L N N N L S SB B3 3 排排水水按按纽纽 S SB B2 2 停停止止按按纽纽 S SB B1 1 启启动动按按纽纽 2 2 底底水水位位 1 1 高高水水位位 2 22 20 0 19 图 2 5 3 I O 口及定时器 计数器说明 I O 口分配表 类别组件端子号作用 输 入 SB1X0启动按钮 20 SB2X1停止按钮 SB3X2排水按钮 SL1X3高水位开关 SL2X4低水位开关 YV1Y0进水电磁阀 KM1Y1电机正转接触器 KM2Y2电机反转接触器 YV2Y3排水电磁阀 YC1Y4脱水电磁离合器 输 出 KM3Y5报警蜂鸣器 3 1 定时器 计数器说明 类别器件号设定值作用 T02S进水候暂停时间 T115s正转洗涤计时 T23s正洗暂停计时 T315s反转洗涤计时 T43s反洗暂停计时 T510s脱水计时 定 时 器 T610s洗完报警计时 C03 次正 反洗循环计数 计数器 C13 次脱水 大循环 计数 3 2 梯形图 工步介绍 s0 初始化 s20 洗衣机进水 s21 电动机正转 s22 电动机反转 s23 洗衣机脱水 s24 报警 21 22 3 3 指令表 23 24 4 操作说明 按下启动按钮 X0 为 ON 进入工步 S20 y0 为 ON 打开进水电磁阀 当水位到达高水位时 X3 为 ON M0 自锁 同时断开进水电磁阀 同时 T0 为 ON 记时 2 秒 进入工步 2 电动机 正转 开始接通 Y1 正向洗涤 并启动定时器 T1 15s 后 T1 触点动作 使 Y1 为 OFF 停 止正向洗涤 并启动定时器 T2 经过 3s 的暂停 T2 触点为 ON 进入工步 S22 电动机反转 开始反向洗涤 并启动定时器 T3 反洗 15s 后 T3 触点动作 使 Y2 反转洗涤 为 OFF 停止 反向洗涤 并启动定时器 T4 经过 3s 的定时 T4 动作 使计数器 C100 计一次时 同时判段 记数次数若为 3 并且 X4 底水位 接通则进 2 工步 S23 同时复位 C100 若不为 3 则进入工 步 S21 重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环只到 C100 是 3 为止 当 C100 满 3 且进入工步 S23 脱水 后 边排水边脱水同时 T5 记时 10 秒 10 秒后 C101 通记数一次若 C101 不为 3 则进入工步 s20 开始大循环 若 C101 是 3 则进入工步 S24 开始报警接通 Y5 报 警 同时 T6 记时 10 秒后 T6 触点通 复位 S20 S24 程序结束 25 结论 随着毕业日子的到来 课程设计也接近了尾声 经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了 在 没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结 但是通过这次做课程 设计发现自己的看法有点太片面 课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验 而且也是对自 己能力的一种提高 通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺 自己要学习的东 西还太多 以前老是觉得自己什么东西都会 什么东西都懂 有点眼高手低 通过这次课程设 计 我才明白学习是一个长期积累的过程 在以后的工作 生活中都应该不断的学习 努力提 高自己知识和综合素质 在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了 同学之间互相帮助 有什么不懂的大家在 一起商量 听听不同的看法对我们更好的理解知识 所以在这里非常感谢帮助我的同学 我的心得也就这么多了 总之 不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多 真是万事开头 难 不知道如何入手 最后终于做完了有种如释重负的感觉 此外 还得出一个结论 知识必 须通过应用才能实现其价值 有些东西以为学会了 但真正到用的时候才发现是两回事 所以 我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了 在此要感谢我们的指导老师对我们悉心的指导 感谢老师们给我们的帮助 在设计过程中 我 通过查阅大量有关资料 与同学交流经验和自学 并向老师请教等方式 使自己学到了不少知 识 也经历了不少艰辛 但收获同样巨大 在整个设计中我懂得了许多东西 也培养了我独立 工作的能力 树立了对自己工作能力的信心 相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响 而且大大提高了动手的能力 使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦 虽 然这个设计做的也不太好 但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富 使我终身受益 26 致谢 通过课程设计 我深刻的体会到了实践和理论的区别与联系 让我明白怎么样才能把理论应用 与实践 要这次实训中 我得到了锻炼 但是也感觉到了自己的不足 因此 我必须在剩下的 的时间里对自己提高要求 让自己适应社会潮流 满足社会需要 所以我应该忠心的感谢学校 给我们提供的这次课程设计的机会 让我在设计中体会到了我现在所处的位置和将来要达到的 位置 同时也要感谢老师给我们的指导和同学给我的帮助 在这次课程设计中由于我们现在所 学知识还不能满足实训的要求 所以我们在图书馆查阅了大量的数据 所以也应该感谢学校给 我们提供了大量图书 和在图书馆的工作人员 一个人的想法总是有限的 所以要设计一个梯 形图就需要和大家共同交流 多采取同学的意见 再此感谢他们的帮助 同时也应该感谢老师 给了我们这此机会 让我们能更贴近实际的学习 PLC 知识 使编程能力得到更进一步的提升 27 参考文献 1 孙平主编 可编程控制器原理及应用 2002 5 2 王永华主编 现代电气及可编程控制技术 北京航空航天大学 2002 5 3 胡学林主编 可编程控制器应用技术 高等教育出版社 2000 4 5 张运波 工厂电气控制技术