PLC工業(yè)洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1.課程設(shè)計(jì)的目的實(shí)訓(xùn)目的：l 熟悉步進(jìn)順空指令的編程方法l 掌握單流程程序的編制l 掌握工業(yè)洗衣機(jī)的課程設(shè)計(jì)及其外部接線(xiàn)1.1 PLC概況可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PC。個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）也簡(jiǎn)稱(chēng)PC。為了避免混淆，人們將最初用于邏輯控制的可編程控制器叫做PLC（Programmable logic Controller）。國(guó)際電工委員會(huì)在1987年頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部

2、存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！保?）可編程控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置”，其中帶有“可以編制程序的存儲(chǔ)器”，可以進(jìn)行“邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算”工作，可以認(rèn)為可編程控制器具有計(jì)算機(jī)的基本特征。（2）可編程控制器是“為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用”而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。工業(yè)環(huán)境和一般辦公環(huán)境有很大的區(qū)別，PLC具有特殊的構(gòu)造，使它能在高粉塵、高噪音、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。為了能控制“機(jī)械

3、或生產(chǎn)過(guò)程”，它又要能“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體”這些都是個(gè)人計(jì)算機(jī)不可能做到的。（3）可編程控制器能控制“各種類(lèi)型”的工業(yè)設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程。它“易于擴(kuò)展其功能”，它的程序能根據(jù)控制對(duì)象的不同要求，讓使用者“可以編制程序”。1.2 PLC的特點(diǎn)PLC的特點(diǎn)如下：1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，維護(hù)方便，改造容易5、體積小，重量輕，能耗低。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域：目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、汽紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為：開(kāi)關(guān)量的邏輯控制

4、、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理和通信及聯(lián)網(wǎng)。1.3PLC的發(fā)展：為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。為滿(mǎn)足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/

5、O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類(lèi)：一類(lèi)是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家都有自己的專(zhuān)有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類(lèi)是PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專(zhuān)用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語(yǔ)

6、言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。2課程設(shè)計(jì)題目描述和要求課程設(shè)計(jì)題目：工業(yè)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 控制要求啟動(dòng)后，洗衣機(jī)進(jìn)水，高水位開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，開(kāi)始洗滌；正轉(zhuǎn)洗滌19s，暫停2s后反轉(zhuǎn)洗滌19s，暫停2s再正轉(zhuǎn)洗滌，如此循環(huán)3次，洗滌結(jié)束；然后排水，當(dāng)水位下降到低水位開(kāi)關(guān)時(shí)進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間8s，這樣完成一個(gè)大循環(huán)。經(jīng)過(guò)3次大循環(huán)后洗衣結(jié)束，并發(fā)出信號(hào)，10s后信號(hào)停止，自動(dòng)停機(jī)。2.2控制流程圖 根據(jù)控制要求，畫(huà)出

7、控制流程圖2.2，如下： 控制流程圖2.23課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容3.1 PLC的選用選用三菱FX2N PLC，因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)且實(shí)用性強(qiáng)。3.2 I/O設(shè)備的選擇：采用I/O總點(diǎn)數(shù)為48的PLC設(shè)備，其運(yùn)用范圍更廣。3.3 I/O分配將工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的各種輸入輸出元件分配給PLC輸入輸出端子如下：輸入： 輸出：X000：?jiǎn)?dòng)按鈕 Y000：進(jìn)水電磁閥X001：停止開(kāi)關(guān) Y001：排水電磁閥X002：高水位開(kāi)關(guān) Y002：脫水電磁閥X003：低水位開(kāi)關(guān) Y003：報(bào)警信號(hào)燈Y004：電機(jī)正轉(zhuǎn)Y005：電機(jī)反轉(zhuǎn)3.4系統(tǒng)接線(xiàn)圖根據(jù)要求，畫(huà)出系統(tǒng)接線(xiàn)圖3.1，如下： 系統(tǒng)接線(xiàn)圖3.13.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)系

8、統(tǒng)接線(xiàn)圖，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖3.53.3 梯形圖根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，畫(huà)出梯形圖3.31：梯形圖3.313.4 指令表根據(jù)梯形圖，寫(xiě)出指令表，如下：3.5 程序調(diào)試有別于計(jì)算機(jī)所采用的等待命令的工作方式，PLC工作時(shí)采取循環(huán)掃描。將編制好的梯形圖導(dǎo)入到FXGP_WIN/C軟件中，按操作步驟，進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，問(wèn)題大部分出在程序的編制中。下面是調(diào)試的過(guò)程：接通電源按下啟動(dòng)按鈕X0，M8002放出一個(gè)周期的初始脈沖使S20S29全部復(fù)位，第一步S20進(jìn)水，當(dāng)水位觸動(dòng)X2高水位開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)入S21開(kāi)始洗滌，首先正轉(zhuǎn)19s（通過(guò)T0計(jì)時(shí)）,Y4接通，然后暫停2s（T1計(jì)時(shí)），之后Y5

9、接通反轉(zhuǎn)19s（T2計(jì)時(shí)），接著暫停2s（T3計(jì)時(shí)），這是一個(gè)洗滌過(guò)程的循環(huán)通過(guò)計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)3次洗滌后進(jìn)入S26過(guò)程排水Y1接通，當(dāng)水位過(guò)低觸動(dòng)低水位開(kāi)關(guān)X3進(jìn)入脫水過(guò)程持續(xù)8s（T4計(jì)時(shí)），全過(guò)程完成為一個(gè)大循環(huán)由C1計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)3次大循環(huán)洗滌過(guò)程結(jié)束，進(jìn)入S29，10s的Y3指示燈報(bào)警過(guò)程；全過(guò)程結(jié)束程序執(zhí)行完畢.在調(diào)試過(guò)程中，首先，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的程序，無(wú)法再修改，只好將程序重新輸入了一遍。第二，在第一次監(jiān)控運(yùn)行時(shí)，我發(fā)現(xiàn)程序走到第一個(gè)小循環(huán)時(shí)，計(jì)數(shù)器C0不計(jì)數(shù)，只是不斷重復(fù)小循環(huán)，檢查程序時(shí)發(fā)現(xiàn)原因，是將LD C0和LDI C0的位置寫(xiě)錯(cuò)了，為了防止混淆，將判斷小循環(huán)的地方改

10、為兩個(gè)步驟，用轉(zhuǎn)移指令表示。第三，在程序運(yùn)行結(jié)束后，按下X1停止按鈕，觀察計(jì)數(shù)器是否清零，這個(gè)步驟我們對(duì)了，在老師的啟發(fā)下，我們思考了在洗衣機(jī)中斷后，如何使程序接著運(yùn)行，而不是又重新開(kāi)始。初步設(shè)想采用有斷電保護(hù)功能的輔助繼電器?？偟膩?lái)說(shuō)，這次的調(diào)試過(guò)程是比較順利的，通過(guò)實(shí)踐，也讓我們對(duì)PLC有了更加深入的理解。4.總結(jié) 該系統(tǒng)采用PLC 為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測(cè)試方法可靠，它具有較強(qiáng)的靈活性，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的同步性，提高了勞動(dòng)效率，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。此外，PLC 可以重復(fù)使用，降低了測(cè)試經(jīng)費(fèi)。它的靈活性、操作方便性也方便測(cè)試者隨時(shí)輸入、調(diào)試和

11、修改控制程序。PLC 又設(shè)有串行接口，方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，組成測(cè)控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護(hù)和使用帶來(lái)了很大方便。 通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我對(duì)三菱FX2N系列PLC的特點(diǎn)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了三菱FX2N系列PLC的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、電磁閥、開(kāi)關(guān)等其他一些輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。該系統(tǒng)采用PLC 為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測(cè)試方法可靠，它具有較強(qiáng)的靈活性，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的同步性，提高了勞動(dòng)效率，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。此外，PLC 可以重復(fù)使用，降低了測(cè)試經(jīng)費(fèi)。它靈活性、操作方便性也方便測(cè)試者隨時(shí)輸入、調(diào)試和修改控制程序。PLC 又設(shè)有串行接口，方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，組成測(cè)控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護(hù)和使用帶來(lái)了很大方便。但與此同時(shí)，該系統(tǒng)還有很多地方需要完善和進(jìn)一步加強(qiáng)。例如，洗衣過(guò)程中有些衣物的洗滌對(duì)水溫也有要求，這就需要添加個(gè)溫度傳感器，并把相應(yīng)的程序添加進(jìn)去；不同衣物洗滌時(shí)有不同的洗滌強(qiáng)度要求，這就要求全自動(dòng)洗衣機(jī)在正常工作模式下有不同的工作模式，如“強(qiáng)洗”、“標(biāo)準(zhǔn)”、“輕洗”。隨著現(xiàn)在人們生活的快節(jié)奏，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)要求越來(lái)越高，有些高級(jí)白領(lǐng)和工作狂們就需要一臺(tái)衣服放入洗衣機(jī)，設(shè)定參數(shù)后就能在一段時(shí)間后洗滌完畢，并且無(wú)需照看、添加洗衣粉，洗滌完畢就自動(dòng)烘干，拿出來(lái)就可即穿的。這就