PLC工业洗衣机课程设计.docx
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PLC工业洗衣机课程设计
PLC工业洗衣机课程设计(总11页)
1.课程设计的目的
实训目的:
熟悉步进顺空指令的编程方法
掌握单流程程序的编制
掌握工业洗衣机的课程设计及其外部接线
PLC概况
可编程控制器(ProgrammableController)简称PC。
个人计算机(PersonalComputer)也简称PC。
为了避免混淆,人们将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC(ProgrammablelogicController)。
国际电工委员会在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
”
(1)可编程控制器是“数字运算操作的电子装置”,其中带有“可以编制程序的存储器”,可以进行“逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算”工作,可以认为可编程控制器具有计算机的基本特征。
(2)可编程控制器是“为工业环境下应用”而设计的计算机。
工业环境和一般办公环境有很大的区别,PLC具有特殊的构造,使它能在高粉尘、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。
为了能控制“机械或生产过程”,它又要能“易于与工业控制系统形成一个整体”这些都是个人计算机不可能做到的。
(3)可编程控制器能控制“各种类型”的工业设备及生产过程。
它“易于扩展其功能”,它的程序能根据控制对象的不同要求,让使用者“可以编制程序”。
PLC的特点
PLC的特点如下:
1、可靠性高,抗干扰能力强
2、配套齐全,功能完善,适用性强
3、易学易用,深受工程技术人员欢迎
4、系统设计周期短,维护方便,改造容易
5、体积小,重量轻,能耗低。
PLC的应用领域:
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、汽纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为:
开关量的逻辑控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。
PLC的发展:
为了提高PLC的处理能力,要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。
目前,有的PLC的扫描速度可达k步左右。
PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。
在存储容量方面,有的PLC最高可达几十兆字节。
当前中小型PLC比较多,为了适应市场的多种需要,今后PLC要向多品种方向发展,特别是向超大型和超小型两个方向发展。
现已有I/O点数达14336点的超大型PLC,其使用32位微处理器,多CPU并行工作和大容量存储器,功能强。
为满足各种自动化控制系统的要求,近年来不断开发出许多功能模块,如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。
这些带CPU和存储器的智能I/O模块,既扩展了PLC功能,又使用灵活方便,扩大了PLC应用范围。
加强PLC联网通信的能力,是PLC技术进步的潮流。
PLC的联网通信有两类:
一类是PLC之间联网通信,各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段;另一类是PLC与计算机之间的联网通信,一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。
为了加强联网通信能力,PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准,以构成更大的网络系统,PLC已成为集散控制系统(DCS)不可缺少的重要组成部分。
在PLC系统结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富,功能也不断提高。
除了大多数PLC使用的梯形图语言外,为了适应各种控制要求,出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言(BASIC、C语言等)等。
多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。
2课程设计题目描述和要求
课程设计题目:
工业洗衣机PLC控制系统设计
控制要求
启动后,洗衣机进水,高水位开关动作时,开始洗涤;正转洗涤19s,暂停2s后反转洗涤19s,暂停2s再正转洗涤,如此循环3次,洗涤结束;然后排水,当水位下降到低水位开关时进行脱水(同时排水),脱水时间8s,这样完成一个
大循环。
经过3次大循环后洗衣结束,并发出信号,10s后信号停止,自动停机。
控制流程图
根据控制要求,画出控制流程图,如下:
控制流程图
3课程设计报告内容
PLC的选用
选用三菱FX2NPLC,因为其经济且实用性强。
I/O设备的选择:
采用I/O总点数为48的PLC设备,其运用范围更广。
I/O分配
将工业洗衣机控制系统的各种输入输出元件分配给PLC输入输出端子如下:
输入:
输出:
X000:
启动按钮Y000:
进水电磁阀
X001:
停止开关Y001:
排水电磁阀
X002:
高水位开关Y002:
脱水电磁阀
X003:
低水位开关Y003:
报警信号灯
Y004:
电机正转
Y005:
电机反转
系统接线图
根据要求,画出系统接线图,如下:
系统接线图
状态转移图
根据系统接线图,画出状态转移图
状态转移图
梯形图
根据状态转移图,画出梯形图:
梯形图
指令表
根据梯形图,写出指令表,如下:
程序调试
有别于计算机所采用的等待命令的工作方式,PLC工作时采取循环扫描。
将编制好的梯形图导入到FXGP_WIN/C软件中,按操作步骤,进行监控、运行,发现了不少问题,问题大部分出在程序的编制中。
下面是调试的过程:
接通电源按下启动按钮X0,M8002放出一个周期的初始脉冲使S20~S29全部复位,第一步S20进水,当水位触动X2高水位开关时,进入S21开始洗涤,首先正转19s(通过T0计时),Y4接通,然后暂停2s(T1计时),之后Y5接通反转19s(T2计时),接着暂停2s(T3计时),这是一个洗涤过程的循环通过计数器C0计数,经过3次洗涤后进入S26过程排水Y1接通,当水位过低触动低水位开关X3进入脱水过程持续8s(T4计时),全过程完成为一个大循环由C1计数,经过3次大循环洗涤过程结束,进入S29,10s的Y3指示灯报警过程;全过程结束程序执行完毕.
在调试过程中,首先,我们发现经过转换后的程序,无法再修改,只好将程序重新输入了一遍。
第二,在第一次监控运行时,我发现程序走到第一个小循环时,计数器C0不计数,只是不断重复小循环,检查程序时发现原因,是将LDC0和LDIC0的位置写错了,为了防止混淆,将判断小循环的地方改为两个步骤,用转移指令表示。
第三,在程序运行结束后,按下X1停止按钮,观察计数器是否清零,这个步骤我们对了,在老师的启发下,我们思考了在洗衣机中断后,如何使程序接着运行,而不是又重新开始。
初步设想采用有断电保护功能的辅助继电器。
总的来说,这次的调试过程是比较顺利的,通过实践,也让我们对PLC有了更加深入的理解。
4.总结
该系统采用PLC为控制核心结构合理、测试方法可靠,它具有较强的灵活性,提高了设备运行的可靠性,缩短产品开发周期,保证新产品各项技术开发的同步性,提高了劳动效率,达到了良好的经济效果。
此外,PLC可以重复使用,降低了测试经费。
它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。
PLC又设有串行接口,方便地与计算机进行连接,组成测控系统,给系统的维护和使用带来了很大方便。
通过本系统的设计,我对三菱FX2N系列PLC的特点有了深入的理解。
全自动洗衣机控制系统利用了三菱FX2N系列PLC的特点,对按钮、电磁阀、开关等其他一些输入输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。
该系统采用PLC为控制核心结构合理、测试方法可靠,它具有较强的灵活性,提高了设备运行的可靠性,缩短产品开发周期,保证新产品各项技术开发的同步性,提高了劳动效率,达到了良好的经济效果。
此外,PLC可以重复使用,降低了测试经费。
它灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。
PLC又设有串行接口,方便地与计算机进行连接,组成测控系统,给系统的维护和使用带来了很大方便。
但与此同时,该系统还有很多地方需要完善和进一步加强。
例如,洗衣过程中有些衣物的洗涤对水温也有要求,这就需要添加个温度传感器,并把相应的程序添加进去;不同衣物洗涤时有不同的洗涤强度要求,这就要求全自动洗衣机在正常工作模式下有不同的工作模式,如“强洗”、“标准”、“轻洗”。
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,有些高级白领和工作狂们就需要一台衣服放入洗衣机,设定参数后就能在一段时间后洗涤完毕,并且无需照看、添加洗衣粉,洗涤完毕就自动烘干,拿出来就可即穿的。
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,在电器匹配上存在不匹配。
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。
参考文献:
姜新桥石建华主编.《可编程控制器应用基础》.华中科技大学出版社