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天津大學(xué)仁愛學(xué)院 PLC課程設(shè)計報告 設(shè)計題目：自動洗衣機 專業(yè)班級： 12級自動化1班 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 張海瑋 扈書亮 成績： 2015年 9 月 17日 目錄 引言……………………………………………………………………………………3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計方案 ………………………………………………………………………4 I/O端子表 …………………………………………………………………………4 控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC時序圖說明 …………………………………………………………………5 3.1.1啟?？刂?…………………………………………………………………5 3.1.2洗滌控制 …………………………………………………………………6 3.1.3脫水與漂洗過程 …………………………………………………………6 3.1.4 LED報警燈 ………………………………………………………………8 3.1.5數(shù)碼管顯示部分 …………………………………………………………9 四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 ………………………………………………………………10 五、總結(jié)收獲及心得 ……………………………………………………………………11 參考文獻…………………………………………………………………………………12 附錄 ……………………………………………………………………………………12 一、引言 在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC和變頻器的綜合應(yīng)用最為普遍。PLC采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。它比傳統(tǒng)繼電器更穩(wěn)定，更節(jié)能，更抗干擾。隨著PLC功能的不斷完善，性能價格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用面也越來越廣。目前，PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工等各行各業(yè)中。特別適用于自動化和智能化的家用電器 本設(shè)計論文是用PLC作全自動洗衣機的控制核心，控制要求，利用PLC作的控制裝置，根據(jù)按鈕開關(guān)、限位開關(guān)或傳感器等電器元件發(fā)出的輸入信號作用下。經(jīng)過用戶程序的編譯和邏輯運算，產(chǎn)生輸出控制信號，輸出信號經(jīng)過輸出控制線路可直接控制外部的負載系統(tǒng)，如電動機、接觸器、電磁閥、指示燈等。 本次課設(shè)自動洗衣機需要實現(xiàn)的功能如下，首先洗衣機進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。其次，洗滌正、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 PLC控制部分的要求,初始狀態(tài)，按啟動按鈕開始進水。到達高水位時，停止進水，開始洗滌過程。洗滌時，波盤正轉(zhuǎn)15s，停3s ；而后波盤反轉(zhuǎn)15s，停3s。如此反復(fù)3次，完成一個洗滌過程。脫水時，水位先下降到低水位。開始脫水并繼續(xù)排水，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電機正轉(zhuǎn)進行甩干，脫水時間為10s。脫水完成后打開進水閥，進水15s，完成漂洗過程：正轉(zhuǎn)5s，停3s，正轉(zhuǎn)5s，停3s，反轉(zhuǎn)5s，停3s，為一個漂洗過程；脫水10s；整個漂洗過程2遍。最后一次脫水完成后蜂鳴器報警5s，洗衣機自動停止。停止按鈕用來手動隨時停止洗衣機的運轉(zhuǎn)。操作面板上設(shè)置啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2。數(shù)碼顯示洗衣機工作時間?？蛇M行手動操作，按照需要設(shè)計洗滌時間（洗滌過程中的各時間不變）、脫水時間。 二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計方案 PLC控制具有實時性、信號處理時間短、速度快、更能滿足各個領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項目，可靠性高，豐富的I/O卡件，質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高，安裝簡單，維修方便，PLC控制能在高粉塵、高噪聲、強電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。因為它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對簡單，編程語言也相對簡單，并且測試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。 圖2.1系統(tǒng)設(shè)計方案框圖 I/O端子表 輸入I 輸出O 啟動 0.00 進水閥 1.00 停止 0.03 電機正轉(zhuǎn) 1.01 最高水位 0.01 電機反轉(zhuǎn) 1.02 最低水位 0.02 出水閥門 1.03 脫水正轉(zhuǎn) 1.04 漂洗正轉(zhuǎn) 1.05 漂洗反轉(zhuǎn) 1.06 脫水 1.07 LED報警燈 1.08 7段數(shù)碼管個位 1.09—1.12 7段數(shù)碼管十位 1.13—1.16 圖2.2 I/O分配圖 三、控制系統(tǒng)設(shè)計 3.1 PLC時序圖說明 3.1.1啟?？刂? 本段0.00為開始開關(guān)，開啟后被1.00進水開關(guān)自鎖，當水位達到最高水位，觸發(fā)0.01，產(chǎn)生脈沖信號作用于1200.03，作用到后面的洗滌程序。 3.1.2洗滌控制 本段對正反轉(zhuǎn)的控制采用時間繼電器加內(nèi)部輔助觸點組合的方式進行控制，用輸出點1.01與1.02分別控制兩個接觸器，從而完成正反轉(zhuǎn)換相的操作，但有一個疏忽之處就是沒有設(shè)置輸出互鎖，但存在一個3s的中斷時間，所以影響較小。 3.1.3脫水與漂洗過程 本段因涉及進水和排水，故在進水閥和出水閥上設(shè)置互鎖，防止出現(xiàn)邊進水邊出水，同時對于最低水位0.02的檢測，采用DIFU將長信號變?yōu)槊}沖，采用因在完成洗滌后有一次脫水指令，根據(jù)設(shè)計要求飄洗要執(zhí)行兩遍，故CNT0002設(shè)定值是3次后，進入結(jié)束程序 3.1.4 LED報警燈 報警燈采用時間繼電器與計數(shù)器組合產(chǎn)生1s脈沖，從而使LED閃爍，設(shè)定值為亮0.5s與0.5s滅，循環(huán)5次。同時這個閃爍可以用P_1S脈沖信號替代。 3.1.5數(shù)碼管顯示部分 數(shù)碼管部分記錄從開機到完成洗滌的總時間，計時采用單位時間p_1s通過上升沿脈沖DIFU產(chǎn)生脈沖輸出到1200.12，在加法器+BCL上，每收到一個脈沖，自加1，每個脈沖間隔1S，結(jié)果數(shù)將送到D0，通過移位寄存器MOVL，以1S為周期刷新D0，同時MOVL（498）與減法器-BCL配合，重置數(shù)據(jù)，每次開啟和關(guān)斷都將重置加法器，當正常停止加法器不清零。 四、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 程序大概框架完成耗費了大概5天時間，期間按照洗滌步驟分為4部分，依次進行，每編完一部分均需要上傳PLC實機測試，期間出現(xiàn)大大小小的問題，下面就對幾個遇到比較大的問題進行分析。 問題1.洗滌正反轉(zhuǎn)只能循環(huán)一遍，第二遍反轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)失效。 解決方案：仔細檢查程序沒有邏輯錯誤，但上機發(fā)現(xiàn)為反轉(zhuǎn)15S的時間繼電器無法復(fù)位，導(dǎo)致下面的環(huán)節(jié)出現(xiàn)長通，無法循環(huán)，嘗試加入下一個繼電器的常閉開關(guān)到該時間繼電器上問題解決。 問題2.漂洗過程中的15S注水結(jié)束，程序會跳至洗滌程序，同時漂洗程序也同時進行，甚至出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)同時導(dǎo)通。 解決方案：檢查發(fā)現(xiàn)，注水完成時，注水閥1.00會觸發(fā)漂洗的同時，也會同時觸發(fā)洗滌過程。嘗試在洗滌開始處和漂洗處互相加入常閉，從而構(gòu)成互鎖，完美解決問題。 問題3.時間顯示初期，顯示的數(shù)據(jù)在1s內(nèi)，變換N多次，顯示的兩位數(shù)幾乎是隨機數(shù)據(jù)，但刷新時間是1S刷新一次。 解決方案：這個問題困擾了我好幾天，因為對加法器和移位寄存器不是特別了解，所以幾次嘗試均失敗了，通過求助于老師和網(wǎng)絡(luò)，漸漸問題清晰起來，原來是P-1S的時間脈沖出的問題，1S的脈沖存在0.5S占空比，所以會導(dǎo)致加法器在0.5s內(nèi)持續(xù)累積，造成亂碼，將時間脈沖加入DIFU上升沿脈沖，占空比減小，加法器工作正常，終于計數(shù)也正常了。 五、總結(jié)收獲及心得 通過本次課程設(shè)計，學(xué)到了編程是一個鍛煉人耐心和細心的事，在這次設(shè)計中，程序指令都是平常用的指令，但出現(xiàn)的問題有的是因為常開寫為常閉等等，但同時這次設(shè)計也對我PLC的知識面進行了一次檢測，因為對PLC比較感興趣，所以在上學(xué)期的PLC課程是我為數(shù)不多的一門認知聽講的課程，再加上PLC基礎(chǔ)知識也并不難，所以在這次PLC課設(shè)中，編程比較順利，同時也面臨著一個老話題，知識了解不深入，能編出程序不代表程序就一定完美，這次課設(shè)的程序其實有好多地方可以更簡單的解決，比如時間繼電器循環(huán)可以不用內(nèi)部輔助繼電器，大量重復(fù)使用時間繼電器，洗滌和漂洗的程序輸出可以用2個點位的一下子占了4個點位，這些都是不完美的表現(xiàn)，所以，這次設(shè)計對我以后所從事的工作有很大啟發(fā)，其中最多的是完成不代表完美，我所掌握的知識還是太少！ 參考文獻 [1]周美蘭，周封，忘岳宇PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計北京：科學(xué)出版社，2003 [2]吳中俊，可編程序控制器原理及應(yīng)用北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3]張萬忠，劉明芹電器與PLC控制技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社。2003 附錄：文件1 自動洗衣機V3.5.cxp 文件2 自動洗衣機V3.5.opt