PLC控制全自动洗衣机

1、设计题目全自动洗衣机的 PLC控制学生姓名胡功伟学 号 401050517专业班级电 气0505 班指导老师罗雪莲电气与信息工程系2008年1月11日第1章PLC控制系统设计 21.1PLC控制系统设计的基本原则21.2PLCI/O模块的选择步骤与原则3摘要1第2章 全自动洗衣机PLC控制 62.1 任务介绍 62.2 控制要求 72.3 控制程序的编制，并画出硬件接线图 82.4 I/O 口及定时器/计数器说明 112.5 梯形图 122.6 指令表 14明 16第4早课程设计结17第3操作第5章致谢 18参考文献 19附录：总接线图PLC可编程序控制器：PLC英文全称 Programmab

2、le Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：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。它采用一类可编程的存储器，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PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控 制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制， 而主要靠运行 存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。入出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。 入出信息变换靠运行存储于 PLC

3、内存中的程序实现。PLC程序既有生产 厂家的系统程序（不可更改），又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序 提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共 处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用 户程序。可靠物理实现主要靠输人（INPUT及输出（OUTPUT电路。PLC的I/O 电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而 且与内部计算机电路在电上是隔离的， 靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是 电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。 输出电路还要进行功率放大，以 足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀

4、、接触器等等。I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的 电路组成的，所以，所占体积并不大。输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂 存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也 是对应的。这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是 PLC处理器I/O 口的寄存器。 它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输 入信息的映射区。这

5、个区的每一对应位（bit ）称之为输入继电器，或称软接点。 这些位置成1,表示接点通，置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到 的，所以，它反映的就是输入状态。第一章PLC控制系统设计1.1 PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产 品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1. 最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计 PLC 控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。 这就要求设计人员在设 计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国

6、内、 国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、 工程技术人员、现场操作人员紧 密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。2. 保证PLC控制系统安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要 原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确 保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在 非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。3. 力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和 社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将

7、导致运行资金的增加。 因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、 经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、 成本低，不宜盲目追求自动化和高 指标。4. 适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时 要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工 艺的改进。1.2 PLC I/O模块的选择步骤与原则一般I /O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I /O模块有开关量I /

8、O模块、模拟量I/O模块及各种特殊功能模块等。不同的I /0模块，其电路 及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。开关量I /0模块的选择1、开关量输入模块的选择开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑 以下几个方面：1）输入信号的类型及电压等级开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时 主要根据现场输入信号和周围环境因素等。 直流输入模块的延迟时间较短，还可 以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适 合于有油雾

9、、粉尘的恶劣环境下使用。开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流 5V、12V、24V、48V、 60V等；交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间 的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合，如 5V输入模块 最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。2）输入接线方式开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM ；而分组式的开关量输入模块是将输 入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分 组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需

10、要分隔，一般选用汇点式的。3）注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块（如32点、48点等），应考虑该模块同时接通的 点数一般不要超过输入点数的60%。4）输入门槛电平为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗 干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅 PLC说明书。2、开关量输出模块的选择开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：1）输出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适

11、用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力 较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不 得超过1HZ、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频 繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出， 它们属于无触点元件。但晶 闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。2）输出接线方式开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备； 分隔式输出是每一个输出点就有一个 公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出

12、设备的电源类型和电 压等级的多少而定。一般整体式 PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。3）驱动能力开关量输出模块的输出电流（驱动能力）必须大于PLC外接输出设备的额定 电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。 如果实 际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。4）注意同时接通的输出点数量选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值，如一个220VZ 2A的8点输出模块，每个输出点可承受 2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并 不是16A（8X 2A）,通常要比此值小得多。一般

13、来讲，同时接通的点数不要超出 同一公共端输出点数的60%。5）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。另外，晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。模拟量I / 0模块的选择模拟量I /0模块的主要功能是数据转换，并与 PLC内部总线相连，同时为 了安全也有电气隔离功能。模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产 生的连续的模拟量信号转换成 PLC内部可接受的数字量；模拟量输出（D/A）模块 是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I /0模块的量程为-10V+10V 0

14、+10V 420mA等，可根据实 际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD热电偶等信号）。、特殊功能模块的选择目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I /0模块，有的还推出了自带CPU勺智能型I /0模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。第二章全自动洗衣机PLC控制2.1 任务介绍2.1.1 .课题名称：全自动洗衣机 PLC控制2.1.2 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所示全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）

15、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，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。2.2 控制要求PL

16、C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

17、警。2.3 控制程序的编制，并画出硬件接线图主接线路如下图 所示：主接线图232 PLC硬件连接线路如下图所示:三菱FX-2N系列SB1 （启动按纽）mSB2（停止按纽）SB3 （排水按纽）<ISL 1 （高水位）< ISL 2 （底水位）220XOO0Y0OOYA1X001Y 001KM1X002X003X004COMY002Y003Y004Y005OM七一KM2YA2YA35YH22设计功能顺序如下图所示:第-辛循环2.4、I/O 口及定时器/计数器说明I/O 口分配表：类别元件端子号作用输入SB1X0启动按钮SB2X1停止按钮SB3X2排水按钮SL1X3咼水位开关SL2X4低

18、水位开关输出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KM3Y5报警蜂鸣器定时器、计数器说明:类别器件号设定值作用疋时器TO2S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T610s洗完报警计时计数器CO3次正、反洗循环计数C13次脱水（大循环）计数2.5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)2.6 指令表0D80021illSO1 3SO4IPS5wmi5ESIS203ZESIS2352

19、413NPF14OD矶15SEIS2017UiS2018onrooo19NFS20JDD321OJID22MB23fflK24onMK2027onWO28m29ID0230onIDD33132wID33SEIS2135uS2136MPS37UlW053901Hl4041fflT142oin伽43OUTHlMm45AH11246oinnKI 5049w50UIT151OB1125253T254oinT2ISO畀o叮N258NPI59T250SEIS2252LDS2253N?S64IHFW0666OB«35758iSlT369OUIffl02TOOUI71T2mMI|73on13K15O

20、?6T7wroX00278anT9MfJi80LD1381ORIM8203JI1484DUT11BO87OUTm83MFT09AE1490DUTC100B93HF5W)C10095onV00396AIDX0Q497SETS23RSTcino101圧102MIC100103SETS21105DS23106YQ04108oinOUTW3rsKOO111MPS112T5113OUTC1C1E3116NED117刖C101118SET込120ESTCHOI122册123C101124SET颈126II12T01JI眦12SoinrsE100131re132ZBSI$QS24137珈第三章、操作说明按下

21、启动按钮，X0为ON进入工步S20, yO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 TO为ON记 时2秒。进入工步2,电动机正转，开始接通丫1 （正向洗涤），并启动定时器T1。 15s后，T1触点动作，使丫1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，使丫2（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

22、,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,开始报警接通丫5 （报警）同时T6记时10秒后T6 触点通，复位S20S24,程序结束。第四章课程设计总结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课程设 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

23、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

24、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罗老师、朱老师和李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。第五章致谢通过课程设计，