三菱PLC操纵的全自动洗衣机的设计.docx
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三菱PLC操纵的全自动洗衣机的设计
2013届《电气操纵技术》课程设计说明书
全自动洗衣机PLC操纵系统设计
系、部:
电气与信息工程系
学生姓名:
刘强
指导教师:
职称
专业:
班级:
完成时刻:
摘要 ………………………………………………………………………………………………………1
第1章PLC操纵系统设计 ……………………………………………………………………2
PLC操纵系统设计的大体原则 ………………………………………………………2
PLCI/O模块的选择步骤与原那么 ……………………………………………………3
第2章全自动洗衣机PLC操纵…………………………………………………………………6
任务介绍 ………………………………………………………………………………………6
操纵要求 ………………………………………………………………………………………7
操纵程序的编制,并画出硬件接线图 ……………………………………………8
I/O口及按时器/计数器说明…………………………………………………………11
梯形图…………………………………………………………………………………………12
指令表………………………………………………………………………………………14
第3章操作说明 ……………………………………… … ………………………………………16
第4章 课程设计总结 ……………………………………………………………………………17
第5章致谢…………………………………………………………………………………………18
参考文献 ………………………………………………………………………………………………19
附录1:
总接线图
附录2:
液位开关
摘要
PLC可编程序操纵器:
PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑操纵器,概念是:
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。
它采纳一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序操纵,按时,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/输出操纵各类类型的机械或生产进程.
PLC是基于电子运算机,且适用于工业现场工作的电操纵器。
它源于继电操纵装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理进程实现操纵,而要紧靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现操纵。
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、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,因此,所占体积并非大。
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一一对应的。
那个地址的输入暂存器及输出锁存器实际确实是PLC处置器I/O口的寄放器。
它们与运算机内存互换信息通过运算机总线,并要紧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内存有专门开辟的寄存输入信息的映射区。
那个区的每一对应位(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取得的,因此,它反映的确实是输入状态。
第一章 PLC操纵系统设计
PLC操纵系统设计的大体原那么
任何一种操纵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操纵系统时,应遵循以下大体原那么:
1.最大限度地知足被控对象的操纵要求
充分发挥PLC的功能,最大限度地知足被控对象的操纵要求,是设计PLC操纵系统的首要前提,这也是设计中最重要的一条原那么。
这就要求设计人员在设计前就要深切现场进行调查研究,搜集操纵现场的资料,搜集相关先进的国内、国外资料。
同时要注意和现场的工程治理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合,拟定操纵方案,一起解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC操纵系统平安靠得住
保证PLC操纵系统能够长期平安、靠得住、稳固运行,是设计操纵系统的重要原那么。
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,以确保操纵系统平安靠得住。
例如:
应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行,而且在非正常情形下(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、利用及维修方便
一个新的操纵工程固然能提高产品的质量和数量,带来庞大的经济效益和社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的保护也将致使运行资金的增加。
因此,在知足操纵要求的前提下,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本钱。
这就要求设计者不仅应该使操纵系统简单、经济,而且要使操纵系统的利用和保护方便、本钱低,不宜盲目追求自动化和高指标。
4.适应进展的需要
由于技术的不断进展,操纵系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到尔后操纵系统进展和完善的需要。
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,以知足尔后生产的进展和工艺的改良。
PLCI/O模块的选择步骤与原那么
一样I/O模块的价钱占PLC价钱的一半以上。
PLC的I/O模块有开关量I/O模块、模拟量I/O模块及各类特殊功能模块等。
不同的I/O模块,其电路及功能也不同,直接阻碍PLC的应用范围和价钱,应当依如实际需要加以选择。
开关量I/O模块的选择
一、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内部同意的低电压信号,并实现PLC内、外信号的电气隔离。
选择时要紧应考虑以下几个方面:
1)输入信号的类型及电压品级
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。
选择时要紧依照现场输入信号和周围环境因素等。
直流输入模块的延迟时刻较短,还能够直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接;交流输入模块靠得住性好,适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下利用。
开关量输入模块的输入信号的电压品级有:
直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。
选择时要紧依照现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。
一样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品级较高的模块。
2)输入接线方式
开关量输入模块要紧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假设干组,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钱较汇点式的高,若是输入信号之间不需要分隔,一样选用汇点式的。
3)注意同时接通的输入点数量
关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样不要超过输入点数的60%。
4)输入门坎电平
为了提高系统的靠得住性,必需考虑输入门坎电平的大小。
门坎电平越高,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。
选择时要紧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。
继电器输出的价钱廉价,既能够用于驱动交流负载,又可用于直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时经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、靠得住性较差,只能适用于不频繁通断的场合。
关于频繁通断的负载,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
开关量输出模块要紧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,可别离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,各输出点之间彼此隔离。
选择时要紧依照PLC输出设备的电源类型和电压品级的多少而定。
一样整体式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)必需大于PLC外接输出设备的额定电流。
用户应依如实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。
若是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需小于公共端所许诺通过的电流值,如一个220V/2A的8点输出模块,每一个输出点可经受2A的电流,但输出公共端许诺通过的电流并非是16A(8×2A),通常要比此值小得多。
一样来讲,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紧密相关,专门是输出的最大电流。
另外,晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低,在实际利用中也应注意。
模拟量I/O模块的选择
模拟量I/O模块的要紧功能是数据转换,并与PLC内部总线相连,同时为了平安也有电气隔离功能。
模拟量输入(A/D)模块是将现场由传感器检测而产生的持续的模拟量信号转换成PLC内部可同意的数字量;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/O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等,可依如实际需要选用,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制造厂家接踵推出了一些具有特殊功能的I/O模块,有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块,如高速计数器、凸轮模拟器、位置操纵模块、PID操纵模块、通信模块等。
第二章 全自动洗衣机PLC操纵
任务介绍
课落款称:
全自动洗衣机PLC操纵
工艺要求及动作流程
洗衣机的应用此刻比较普遍。
全自动洗衣机的实物示用意如以下图1所示。
图1自动洗衣机示用意
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。
内桶能够旋转,作脱水(甩水)用。
内桶的周围有很多小孔,使内外桶的水流相通。
该洗衣机的进水和排水别离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,现在脱水桶并非旋转。
脱水时,通过电控系统将聚散器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、低水位开关别离用来检测高、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。
操纵要求
PLC投入运行,系统处于初始状态,预备好启动。
(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,水满(即水位抵达高低)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进程。
(5)假设未完成3次大循环,那么返回从进水开始的全数动作,进行下一次大循环;假设完成了3次大循环,那么进行洗完报警。
(6)报警10秒终止全数进程,自动停机。
(7)另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。
操纵程序的编制,并画出硬件接线图
主接线路如以下图所示:
PLC硬件连接线路如下图所示:
设计功能顺序如下图所示:
、I/O口及按时器/计数器说明
I/O口分派表:
类别
元件
端子号
作用
输
入
SB1
X0
启动按钮
SB2
X1
停止按钮
SB3
X2
排水按钮
SL1
X3
高水位开关
SL2
X4
低水位开关
输
出
YV1
Y0
进水电磁阀
KM1
Y1
电机正转接触器
KM2
Y2
电机反转接触器
YV2
Y3
排水电磁阀
YC1
Y4
脱水电磁离合器
KM3
Y5
报警蜂鸣器
按时器、计数器说明:
类别
器件号
设定值
作用
定
时
器
T0
2S
进水候暂停时间
T1
15s
正转洗涤计时
T2
3s
正洗暂停计时
T3
15s
反转洗涤计时
T4
3s
反洗暂停计时
T5
10s
脱水计时
T6
10s
洗完报警计时
计数器
C0
3次
正、反洗循环计数
C1
3次
脱水(大循环)计数
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
指令表
第三章、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。
当水位抵达高水位时,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),并启动按时器T1。
15s后,T1触点动作,使Y1为OFF,停止正向洗涤,并启动按时器T2。
通过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,并启动按时器T3。
反洗15s后,T3触点动作,使Y2(反转洗涤)为OFF,停止反向洗涤,并启动按时器T4。
通过3s的按时,T4动作,使计数器C100计一次时,同时判段记数次数假设为3,而且X4(底水位)接通那么进2工步S23,同时复位C100.假设不为3那么进入工步S21从头进行从正向洗涤开始到反向洗涤终止的小循环只到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通记数一次假设C101不为3那么进入工步s20开始大循环,假设C101是3那么进入工步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,程序终止。
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。
通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感觉课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,可是通过这次做课程设计发觉自己的观点有点太片面。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种查验,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先知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多,以前老是感觉自己什么东西都会,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存的进程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,尽力提高自己知识和综合素养。
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曹教师对咱们悉心的指导,感激教师们给咱们的帮忙。
在设计进程中,我通过查阅大量有关资料,与同窗交流体会和自学,并向教师请教等方式,使自己学到了很多知识,也经历了很多艰辛,但收成一样庞大。
在整个设计中我知道了许多东西,也培育了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对尔后的学习工作生活有超级重要的阻碍。
而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在制造进程中探讨的艰巨和成功时的喜悦。
尽管那个设计做的也不太好,可是在设计进程中所学到的东西是这次课程设计的最大收成和财富,使我终身受益。
第五章致谢
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,我取得了锻炼,可是也感觉到了自己的不足,因此,我必需在剩下的的时刻里对自己提高要求,让自己适应社会潮流,知足社会需要,因此我应该忠心的感激学校给咱们提供的这次课程设计的机遇,让我在设计中体会到了我此刻所处的位置和以后要达到的位置,同时也要感激教师给咱们的指导和同窗给我的帮忙,在这次课程设计中由于咱们此刻所学知识还不能知足实训的要求,因此咱们在图书馆查阅了大量的资料,因此也应该感激学校给咱们提供了大量图书,和在图书馆的工作人员,一个人的方式老是有限的,因此要设计一个梯形图就需要和大伙儿一起交流,多采取同窗的意见,再此感激他们的帮忙。
同时也应该感激教师给了咱们这此机遇,让咱们能更切近实际的学习PLC知识,使编程能力取得更进一步的提升。
参考文献
一、孙平主编《可编程操纵器原理及应用》.
二、王永华主编《现代电气及可编程操纵技术》北京航空航天大学.
3、胡学林主编《可编程操纵器应用技术》.高等教育出版社.2000。
4
五、张运波.工厂电气操纵技术.2001
六、田瑞庭.可编程操纵器应用技术1994
7、曲非非.PLC应用技术200例2003
八、常斗南.可编程序操纵器「原理⊙应用⊙实验」第2版2002
附录1:
总接线图
附录2:
液位开关
简介
液位开关,也称水位开关,顾名思义,确实是用来操纵液位的开关。
从形式上要紧分为接触式和非接触式。
经常使用的非接触式开关有电容式液位开关,接触式的浮球式液位开关应用最普遍。
电极式液位开关,电子式液位开关电容式液位开关也能够采纳接触式方式实现。
电容式液位开关
电容式液位开关是采纳侦测液位转变时所引发的微小电容量(一样为PF)差值转变,并由专用的ADA电容检测芯片进行信号处置(能够输出多种信号通信协议,如IO,BCD,PWM,UART,IIC…),从而检测出水位,并输出信号到输出端。
电容式液位检测的最大优势在于能够隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的转变,大大扩展了实际应用,同时有效幸免了传统液位检测方式的稳固性、靠得住性差的短处。
在某些特殊领域不能检测的问题,利用内置MCU双核处置的ADA电容检测芯片的电容式液位开关,就能够够实现很多特殊操纵功能,乃至实现更多的集成化、智能化水位检测功能,诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位转变也能靠得住检测当前水位,电容式液位检测是目前液位开关中最有优势的检测方式。
电缆浮球液位开关
浮球液位开关是利用微动开关做接点输出。
当水平面以上扬线角度超过28°时,浮球液位开关内部的钢珠会转动压到微动开关或离开微动开关,使液位开关ON或OFF的接点信号输出。
也有另一类浮球液位开关,利用水银开关做接点输出,当液位上升接触浮球时,浮球以重锤为中心随水位上升角度转变。
当水面以上扬线角度超过10°时,液位开关便会有ON或OFF的接点信号输出。
其要紧特点:
一、利用微动开关做接点输出,接点容量10A/250VAC可直接起动电机设备。
2、欧规(HAR)橡胶电缆,耐候性佳、价钱低、利用寿命长。
3、构造简单、不需保养、污水净水皆可利用。
4、电缆线≦20米的长度皆可订制。
电子式液位开关
电子式液位开关通过内置电子探头对水位进行检测,再由芯片对检测到的信号进行处置,当判定到有水时,芯片输出高电平24V或5V等(PNP型或NPN型都可),当判定到无水时,芯片输出0V。
高低电平的信号通过PLC或其它操纵电路来读取,并驱动水泵等用电器工作。
电子式液位开关能够横向或竖向安装。
当横向安装时,水位抵达蓝线就动作,且精度较高。
产品竖向安装时,水位抵达红线就动作,有必然的防波浪功能。
电子式液位开关一样采纳环氧树脂封灌,密封防水,可长期浸在液体中,外部无机械活动部件,寿命长。
右图的BZ2401为一般型电子式液位开关,适用常温水体环境。
压力式液位开关
全自动洗衣机中一样采纳的液位开关确实是压力式水位开光,它装在洗涤缸的上部,它有一根下端开口的气管通到缸底,进水时管里的空气被封锁在里面出不来,就形成比外界稍高的压力。
水位越高压力越高,如此依照压力就可间接测知水位。
而压力的测量仍然用弹性元件,靠元件的变形带动触点完成通断动作。
这种测液位的方式叫做“静压法”,在工业顶用的很多。
浮球式液位开关
浮球式液位开关最大的特点是有一个带杆的浮球,随着液位的转变,浮球联动的杆随着转变,从而操纵开关的闭合。
工业上很早就利用浮子测量水塔中的水位了。
目前利用最普遍的是发泡浮子式液位开关、因其安装简便、价钱低廉、利用寿命长而受到欢迎。
水处置中的液位操纵
在水处置中,液位操纵往往关系到整个工艺的平安性、经济性和可行性。
在一个水处置的工艺流程中,一样都有原水,中间水箱,产水箱,反洗水箱,乃至废液箱等。
体积有大有小,一样地,产水箱、原水箱等都会比较大,尤其在大型的生产线,这时在水箱中往往需要利用多个液位开关操纵多个液位。
每一个液位对应不同的动作,常见的有泵的启停,产水的启停等。
而有些水箱尽管专门大,可是并非必然需要多个液位开关。
例如,在一个RO纯水生产线上,利用RO浓水作为反洗水贮存在反洗水箱内。
在反洗水箱中,液位开关只有一个,既低液位操纵开关,用于检测反洗时水箱中的水量,而不用检测水箱是不是满溢。
因为RO生产纯水不断,浓水就不能够停止排放。
而关于产品水箱,那么需要设置低液位和高液位操纵开关。
高液位开关用于检测水箱是不是装满,是那么停止产水;低液位开关用于监测在用水时,产品水箱内产水是不是足够,不足那么需停止产水外送。
关于一些需要更精准操纵液位的场合,还能够设置多个中液位操纵开关,一样是在高低液位操纵开关之间等距离散布设置。
外贴式超声波液位开关
外贴式超声波液位开关采纳超声波检测技术,解决了传统的液位开关的不足,不受液体表面的泡沫、水汽的阻碍。
侧贴式超声波液位开关利用超声波在管壁介质中的余震信号,大幅度提高了稳固性和穿透性,可适用于
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