PLC全自动洗衣机课程设计.docx
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PLC全自动洗衣机课程设计
前言…………………………………………………1
第一章全自动洗衣机控制系统方案..............2
1.1控制系统的设计的基本准则...............3
1.2的简要介绍…………………………………….4
1.3的控制特点……………………………………5
1.4洗衣机的控制系统…………………………………6
1.5控制系统理论………………………………………7
1.6主电路原理图……………………………………….
第二章可编程控制器的硬件设计……………………
2.1可编程控制器的选择……………………………..
2.2可编程控制器口分配表………………………
2.3外部接线图……………………………………..
第三章可编程控制器的软件设计…………………….
3.1全自动洗衣机的控制要求…………………………
3.2洗衣机工作流程图…………………………………
3.3控制系统的梯形图………………………………..
第四章课程设计体会…………………………………
参考文献………………………………………………..
前言
随着社会经济的发展和科学技术水平的提高,家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。
全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。
洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业,经过几年的平稳发展,国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。
纵观洗衣机市场,高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。
基于全自动洗衣机的应用日益广泛,利用控制,与传统的继电器逻辑控制系统相比较,其特点是能自动完成洗涤,漂洗和脱水的转换,整个过程不需要人工操作,可靠性、节能性得到了提高。
控制不需要大量的活动部件和电子元器件,它的接线也大大减少,与此同时系统维修简单、维修时间缩短。
第一章全自动洗衣机控制系统方案
1.1控制系统的设计的基本准则
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
充分发挥的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计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.保证控制系统安全可靠
保证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.在满足控制要求的前提下,力求简单、经济、使用与维修方便
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.考虑到生产发展和工艺的改进,在选用时,在点数和内存容量上适当留有余地。
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、输入/输出模块、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。
5.软件设计主要是指编写程序,要求程序结构清楚,可读性强,程序简短,占用内存少,扫描周期短。
1.2的简要介绍
可编程序控制器:
英文全称,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。
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,可以说是实现控制的两个基本要点。
入出信息变换靠运行存储于内存中的程序实现。
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,还为程序可靠运行与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。
是基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。
普通计算机进入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的出入,只要人机的界面好就可以了。
而则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以与信息的使用等问题。
特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题。
1.3的控制特点
系统的特点:
1)可靠性高,作为一种通用的工业控制器,它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。
对工作的环境要求较低,抗外部干扰能力强,平均无故障时间长。
2)使用方便灵活,采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式,因此,输入/输出信号的数量,形式,驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定,而且在需要时可以随时更换,近年来,的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求,使的使用更加灵活与多变。
3)编程简单,的优越性主要体现在它采用了独特的,多种面向广大工程设计人员的编程语言,如指令表,梯形图,逻辑功能图,顺序功能图等,程序简洁,明了适合各类技术人员的传统习惯,即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握,特别是梯形图与逻辑功能图,形象直观,动态监测效果逼真,且与计算机控制容易。
单片机系统的特点:
1)要求环境,单片机对环境的适应能力较低,可靠性差。
2)编程和相比难以学习,主要是单片机采用汇编语言或者是C语言,这些高级语言和语言相比,难以学习。
3)功能单一只具有使用中所需要的功能。
但是,它结构简单,处理速度快。
1.4洗衣机的控制系统
全自动洗衣机采用控制系统将大大提高工作效率,和适应工作环境的能力。
它是整体模块,集中了驱动电路、检测电路和保护电路以与通讯联网功能。
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。
典型的控制系统的硬件组成框图如图1-1所示:
图1-1控制系统的硬件组成框图
1.5控制系统理论
用控制的全自动洗衣机各种动作的系统结构如图所示:
图1-2全自动洗衣机各种动作的系统结构图
在系统中是处于中心位置,水位开关的的输入信号控制开关,进水阀,排水阀和电动机是洗衣机各种动作的执行机构。
其中进水阀和排水阀由给定信号来决定其工作状态;电动机的工作状态也由控制中心给定信号来决定,而电动机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。
家用洗衣机电相为单相电机,常采用电容启动,单相电机改变转向的原理是:
副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。
根据这个原理可以调换主绕组或者副绕组的接线端。
图1-3单相电机正反接线图
图1-4单相电机正反内部线路示意图
1.6主电路原理图
图1-5主电路原理图
第二章可编程控制器的硬件设计
2.1可编程控制器的选择
根据输入信号与输出信号的数量,选用西门子S7-200型可编程控制器.
2.2可编程控制器口分配表
地址编号
名称
代码
地址编号
名称
代码
I0.0
电源开启按钮开关
1
Q0.0
进水阀门
1
I0.1
停止按扭
2
Q0.1
排水阀门
2
I0.2
高水位选择开关
K1
Q0.2
电机正转
1
I0.3
中水位选择开关
K2
Q0.3
电机反转
2
I0.4
低水位选择开关
K3
Q0.4
脱水
I0.5
水排空传感器
1
Q0.5
报警器
I0.6
高水位传感器
2
I0.7
中水位传感器
3
I1.0
低水位传感器
4
I1.1
手动排水开关
K4
I1.2
手动脱水开关
K5
2.3外部接线图
如图2-2所示,洗衣机要实现衣服的洗涤,漂洗和脱水,就要通过上述动作来实现,而这些动作可以通过控制来实现。
同时加上开关和按钮,数码管显示器,蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等,就可以形成完整的控制系统。
通过软件编程达到对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互。
此外,在少数全自动洗衣机上,以继电器作各电气工作部件驱动电路的电源开关,由控制继电器触点开关的通断,实现洗衣机的程序运转。
图2-2外部接线图
第三章可编程控制器的软件设计
3.1全自动洗衣机的控制要求
1、按下启动按钮与水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水
2、2秒后开始洗涤
3、洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒
4、如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒
5、开始清洗,重复1——4,清洗两遍
6、清洗完成,报警3秒并自动停机
7、若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)
3.2洗衣机工作流程图
图3-1流程图
3.3控制系统的梯形图
第四章课程设计体会
通过这次课程设计,使自己明白了扎实的理论知识和实践能力的重要性。
以前只是懵懵懂懂理解了书中的基本的知识,掌握不是很牢固,在这次课程设计中吃了不少的闭门羹,从而增加了自己的困阻,走了许多弯路。
意识到了编程技术在现实中的广泛应用,并了解到自己学习中的不足不处,看到看理论与实践的差距。
这次课设,学会了很多的东西,不仅巩固了以前所学过的知识,而且学到了书本上没有的知识,懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正学到知识,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在课设之中遇到了一些问题,最后在肖老师的指导下、同学们的帮助下完成了这次课设,在此表示衷心的感谢!
参考文献
[1]电气控制与应用/陈建明主编2版北京:
电子工业出版社,2010.1
[2]廖常初基础与应用.北京:
机械工业出版社,2003
[3]李国厚原理与应用设计.化学工业出版社,2005
[4]吴存宏.浅谈在全自动洗衣机中运用[J].设计与开发,1999
[5]张凤珊.电气控制与可编程序控制器.中国轻工业出版社,1998
[6]刘子林.电机与电气控制[M].北京:
电子工业出版社,2003.
[7]程周.电气控制与原理与应用[M].北京:
电子工业出版社,2003.
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