某工业自动洗衣机PLC控制设计.docx
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某工业自动洗衣机PLC控制设计
1引言
1.1可编程控制器简介
PLC可编程序控制器:
PLC英文全称ProgrammableLogicController,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.随着科学技术和生活水平的提高,洗衣机的洗涤水平也随着科技的发展大大提高。
全自动洗衣机进入各个家庭,为人们带来很大的方便。
PLC用于全自动洗衣机的控制系统,其可改进现有技术的不足,简化结构,有利于降低成本和提高可靠性。
它是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业中得到广泛的应用被誉为当代工业自动化主要支柱之一。
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。
该设计采用三菱公司的F1系列可编程控制器。
F1系列有被已在国内广泛使用的FX系列代替的趋势。
我们在这里有必要详细介绍三菱的FX系列可编程控制器的性能指标,硬件组成和指令。
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。
1.2TM218LDAE24DRHN的主要功能
M218PLC的模块采用结构紧凑的外形,高度仅94.5mm,深度仅87.5mm,大大节省了安装空间。
M218PLC还提供了多种IO模块,支持绝大多数TwidoTM2系列IO模块及部分TWD系列高功能模块。
M218PLC在CPU模块上集成了许多通信端口,如USB、串口、Etherenet端口强大的性能。
M218PLC拥有功能强大的高性能处理器,具有出色的布尔量、整型、浮点数处理能力。
拥有高达1024KB用户内存,最多可存储10K条指令。
M218PLC还提供了多种专用功能,如高速计数、脉冲输出等,便于实现多种复杂控制应用。
参数如下:
100-240VAC电源
14点离散量输入,包括4点快速输入可作为2路/4路高速计数
10点继电器输出
miniUSB-B编程口
RS-485串行通讯口
以太网接口
TM218LDAE24DRHN
2.设计要求与整体框图
2.1设计任务与要求
设计某工业用洗衣机,其工作顺序如下:
(1)启动按钮后给水阀就开始给水;
(2)当水满到水满传感器时就停止给水;
(3)波轮开始正转3S然后反转3S再正转3S…一共转6分钟;
(4)出水阀开始出水;
(5)出水8S后停止出水,同时声光报警器报警,叫工作人员来取衣服;
(6)按停止按钮声光报警器停止,并结束整个工作过程。
2.2洗衣机设计整体框图
根据设计要求,洗衣机整体设计如图所示,洗衣机内部设有水位传感器,进出水有电磁阀控制。
3.主电路与外围电路设计
3.1洗衣机主控电路图
洗衣机电机控制主控电路如图所示,当QS合闸,继电器KM1得电时,触电接触,电机正转,当KM2得电时,由于控制电路的互锁,KM1失电,电机反转。
图3.1洗衣机主控电路图
3.2I/O地址分配
I/O地址的合理分配一方面可以节约I/O资源,一方面可以节约成本,根据系统设计要求,I/O分配如表3.1所示。
输入器件
输入点
输出器件
输出点
启动按钮
%IX0.1
正转继电器
%QX0.0
停止按钮
%IX0.0
反转继电器
%QX0.1
水位传感器
%IX0.2
进水电磁阀
%QX0.3
出水电磁阀
%QX0.4
报警器
%QX0.2
表3.2PLCI/O地址分配
3.3PLC外部接线图
根据所分配的I/O地址,现设计PLC外部接线图如图所示,按下启动按钮,洗衣机进水阀I动作,开始进水,当水满时,水位开关开始动作,洗衣机开始正转3s后反转3s,时间持续6分钟,时间到后出水阀O开始动作出水,出水完毕后电铃B警报叫人来取衣服,按下停止按钮,洗衣机停止工作。
图3.3PLCI/O地址分配
4.PLC程序设计及仿真
4.1程序流程图
根据设计要求,确定编程思想,现程序流程图如图所示
图4.1程序流程图
4.2程序设计
PROGRAMMyPOU
VAR
Stop_monterAT%IX0.0:
BOOL;
start_monterAT%IX0.1:
BOOL;
full_warterAT%MX0.2:
BOOL;
puse:
BLINK;
monter_outAT%MX0.7:
BOOL;
time_outAT%MX0.4:
BOOL;
ctu:
CTU;
t1:
TP;
foreward_monterAT%QX0.0:
BOOL;
back_monterAT%QX0.1:
BOOL;
in_warterAT%QX0.3:
BOOL;
out_warterAT%QX0.4:
BOOL;
alarmAT%MX1.1:
BOOL;
END_VAR
4.3洗衣机梯形图程序
4.4程序仿真
(1)启动按钮后给水阀就开始给水;
(2)水满后洗衣机停止给水;
(3)然后洗衣机波轮先正转3s;
(3)洗衣机波轮再反转3s;
(4)循环6分钟后出水阀开始出水;
(5)出水8S后停止出水,同时声光报警器报警,叫工作人员来取衣服;
(6)按停止按钮声光报警器停止,并结束整个工作过程。
4.5程序仿真结果分析
根据仿真图可知按下开始启动按钮后,洗衣机进水阀I动作,开始进水,当水满后,水位开关开始动作,停止进水,洗衣机开始正转3s,然后反转3s,再正转3s,循环持续6分钟,时间到后出水阀O开始动作出水,出水完毕后电铃B警报,按下停止按钮,电铃B警报停止,并结束整个工作过程。
5.课程设计总结
经过这次的课程设计,使我对PLC的知识更加巩固且有了进一步的掌握,进一步熟悉了PLC的基本编程方式,更加深刻地理解了它的工作原理与使用方法,通过这次的设计,我们将理论与实际相结合,在这过程中我体会到了理论知识还不充足,实际操作能力不够强大,在调试的过程中遇到了一些问题,经过与老师、同学交流后才算是解决了。
我也体会到了团队合作的重要性,团队协作能够更好的完成任务,其中的乐趣也是不少的。
同时随着现在人们生活的快节奏,对全自动洗衣机要求越来越高,这就需要对此进行软硬件进行改进和升级。
经过这次课程设计我也学到了很多,不光是知识本身还有思维过程的锻炼。
比如,在这次设计中我就发现自己的想法太片面,缺乏开放性。
我明白了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。
总的来说,从这次课程设计中的收获颇多。
参考文献
[1]曾繁玲.施耐德PLC、变频器入门与应用实训.中国电力出版社.2011
[2]王阿根.电气可编程控制原理与应用.清华大学出版社.2010
[3]郭纯生.可编程序控制器编程实战与提高.电子工业出版社.2006
[4]谢克明夏路易.可编程控制器.电子工业出版社.2003
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