全自动洗衣机的控制学位论文.docx

全自动洗衣机的控制学位论文.docx

《全自动洗衣机的控制学位论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全自动洗衣机的控制学位论文.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

全自动洗衣机的控制学位论文

目录

前言………………………………………………………………………3

摘要………………………………………………………………………4

1.PLC的概述………………………………………………………………5

1.1PLC的概念…………………………………………………………5

1.2PLC的结构…………………………………………………………6

1.3PLC的原理…………………………………………………………7

1.4PLC的特点…………………………………………………………9

2.课程设计任务书…………………………………………………………12

2.1课程设计题目………………………………………………………12

2.2控制要求……………………………………………………………13

2.3工作原理……………………………………………………………13

3.全自动洗衣机控制设计…………………………………………………15

3.1全自动洗衣机元器件选择…………………………………………15

3.2控制方案及控制过程………………………………………………16

3.3PLC的流程图设计…………………………………………………18

3.4PLC的梯形图图设计………………………………………………19

3.5PLC的语句表………………………………………………………22

4.总结…………………………………………………………………25

5.参考文献.………………………………………………………………26

前言

随着科学技术的不断进步，整个社会自动化水平和信息化水平不断提高，社会对电气信息类人才的需求也日益迫切，要求也愈加严格，因此在把握理论基础的同时，要更好的掌握相关器件及编程语句的使用对掌握PLC的设计编程有和大的帮助，故实训就变得十分迫切和重要。

本次实训重点掌握了编程软件的使用和操作、联系课本，结合实际将理论知识转变为实际的编程设计，从而加深了知识的印象。

可编程序控制器（ＰＬＣ）是应用十分广泛的微机控制装置，是自动控制系统的关键设备。

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

从上述定义可以看出，ＰＬＣ是一种用程序开改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。

可编程序控制器的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。

ＰＬＣ广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，ＰＬＣ在其它领域，例如在民用和家庭自动化中的应用也得到了迅速的发展。

摘要

根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。

通过本系统的设计，对西门子s7-200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西门子s7-200系列PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，并实现了多台控制。

由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。

可以把上面设定的程序时间定下来，作为固定程序使用，也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度来编程。

只要稍作改变，就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物，轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序，充分表现现代家电用品的个性。

1PLC概述

1.1PLC的概念

由于可编程控制器的不断发展，对它下一个确切定义是困难的。

可编程控制器问世后，美国电器制造商协会NEMA（NationalElectricalManufacturesAssociation）于1980年对可编程控制器有如下定义：

可编程控制器是一种数字式电子装置。

它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，实现对各种机械或生产过程的控制。

1982年，国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee，简称IEC）办不了可编程序控制器标准草案，于1985年提交了第二版，1987年2月的第三版对可编程控制器做了如下定义：

“可编程控制器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。

可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

”

可见，PLC这个电子系统，也是靠存贮程序、执行指令，进行信息处理，实现输入到输出的变换。

但它的目的是用以控制各种类型机械或生产过程。

所以，从实质上讲，它是一台工业环境应用的、满足实时控制要求的专用计算机。

PLC与普通计算机所不同的主要是：

1、它没有键盘，代之为一个个输入电路，并用其获取控制命令或现场信号。

同时，此输入电路具有滤波能力的，与内部电路为电隔离，但通过光耦合建立联系；

2、它没有显示器，代之为一个个输出电路，并用其产生控制输出。

由于此电路具有驱动能力，故可以驱动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等。

同时，此电路与内部电路也是电隔离的，是用光或磁耦合建立联系；

它没有硬盘，只有内存。

但可配备存贮卡，以为程序与数据建立备份；

3、它配置有外设或通讯接口，可用以编程或下载程序、监控及联网通讯；

4、它的结构为整体式或模块化，体积小，安装方便，比较坚固，具有很强的抗干扰、抗冲击、抗震动特性。

总之，PLC只是一台没有键盘、没有显示器、没有硬盘，但有很多输入、输出电路、配有接口，可在工业现场实时使用的、模块化、小型化的特殊计算机。

要指出的是，随着技术进步，PLC的性能在不断提高，应用在不断扩展，类型在不断增多。

所以，它的概念也在不断更新。

工厂自动化的三大技术支柱——PLC（可编程逻辑控制器）、Robot（机器人）、CAD/CAM（计算机辅助设计与制造），PLC首当其冲，是领头羊。

它已发展成为当今方方面面自动化、信息化的重要支柱。

1.2PLC的基本结构

PLC主要由中央控制单元（CPU）、存储器（RAM或ROM或）输入输出模块（I/O）部分、电源和编程设备组成（见图1-1），有的PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成某些特殊的任务。

术语“体系结构”是指PLC的硬件，或软件，或者二者的结合。

开放式的体系结构，是指系统使用现成的标准组件，能方便的与其它生产厂家的设备和程序兼容。

封闭的体系结构是指该系统为专用的并且与其他系统不兼容。

目前，大多数PLC系统从本质上讲都是封闭的系统，所以使用时必须确定所选用的硬件和软件与所使用的PLC是兼容的。

1.2．1中央控制单元CPU

CPU是PLC的“大脑”，通常由一个微处理器和一个存储器组成。

微处理器实现逻辑处理和控制各模块间通信的功能，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存由微处理器完成的逻辑操作的结果（程序产生的数据）。

1.2．2I/O模块

I/O系统构成了现场设备与控制器连接的接口，作用就是从使现场接收到的信号或送到现场的信号达到处理器的要求。

输入（1nput）模块和输出（Output）模块简称为I／O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。

输入模块用来接收和采集输入信号。

开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等过来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号。

开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。

CPU模块的工作电压一般是5V，而PLC的输入／输出信号电压一般较高，如直流24V

和交流220V。

从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC

不能正常工作。

在I／O模块中，用光耦合器、光电晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC

的内部电路和外部的I／O电路，I／O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。

1.2．3编程器设备（或称编程终端）

编程设备用来向存储器中写入程序，并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。

手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。

它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。

个人计算机（PC）是最常用的编程设备。

使用编程软件可以在计算机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。

程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。

程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。

1.2．4电源

PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。

内部的开关电源为各模块提供DC5V，

±12V，24V等直流电源。

小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开

关）提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。

（关于PLC的硬件结构和软件体系敬请参阅第二讲内容。

）

1.3PLC的工作原理

它的工作有两个要点：

入出信息变换、可靠物理实现。

入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。

既有系统程序（这程序又称监控程序，或操作系统），又有用户程序。

系统程序为用户程序提供编辑与运行平台，同时，还进行必要的公共处理，如自检，I/O刷新，与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处理。

用户程序由用户按照控制的要求进行设计。

什么样的控制，就有什么样的用户程序。

可靠物理实现主要通过输入（I，INPUT）及输出（O，OUTPUT）电路。

I/O电路是很多的。

一般讲，每一输入点或输出点就要有一个I或O电路。

而且，总是把若干个这些电路集成在一个模块（或箱体）中，然后再由若干个模块（或箱体）集成为PLC完整的I/O系统（电路）。

尽管这些模块相当多，占了PLC体积的大部分，但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，PLC的体积还是不太大的。

输入电路时刻监视着输入点的（通、ON或断、OFF）状态，并将此状态暂存于它的输入暂存器（还可能有别的称谓）中。

每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。

输出电路有输出锁存器（还可能有别的称谓）。

它也有两个状态，高、低电位状态，并可锁存。

同时，它还有相应的物理电路，可把这个高、低电位的状态传送给输出点。

每一输出点都有一个与其对应的输出锁存器。

这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。

它们与PLC内存交换信息通过PLCI/O总线及运行PLC的系统程序实现。

把输入暂存器的信息读到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。

这个区的每一对应位（bit）称为输入继电器，或称软接点，或称为过程映射输入寄存器（theprocess-imageinputregister）。

这些位（bit）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，它反映的就是输入点的状态。

输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。

一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈，或称为过程映射输出寄存器（theproces