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天津大學(xué)仁愛學(xué)院 PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)洗衣機(jī) 專業(yè)班級(jí)： 12級(jí)自動(dòng)化1班 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 張海瑋 扈書亮 成績(jī)： 2015年 9 月 17日 目錄 引言……………………………………………………………………………………3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ………………………………………………………………………4 I/O端子表 …………………………………………………………………………4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC時(shí)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(bào)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(xiàn)…………………………………………………………………………………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(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)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(jī)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(jià)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(dòng)化和智能化的家用電器 本設(shè)計(jì)論文是用PLC作全自動(dòng)洗衣機(jī)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(hào)作用下。經(jīng)過用戶程序的編譯和邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生輸出控制信號(hào)，輸出信號(hào)經(jīng)過輸出控制線路可直接控制外部的負(fù)載系統(tǒng)，如電動(dòng)機(jī)、接觸器、電磁閥、指示燈等。 本次課設(shè)自動(dòng)洗衣機(jī)需要實(shí)現(xiàn)的功能如下，首先洗衣機(jī)進(jìn)水、排水分別由進(jìn)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 PLC控制部分的要求,初始狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕開始進(jìn)水。到達(dá)高水位時(shí)，停止進(jìn)水，開始洗滌過程。洗滌時(shí)，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(gè)洗滌過程。脫水時(shí)，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(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干，脫水時(shí)間為10s。脫水完成后打開進(jìn)水閥，進(jìn)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(gè)漂洗過程；脫水10s；整個(gè)漂洗過程2遍。最后一次脫水完成后蜂鳴器報(bào)警5s，洗衣機(jī)自動(dòng)停止。停止按鈕用來手動(dòng)隨時(shí)停止洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。操作面板上設(shè)置啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2。數(shù)碼顯示洗衣機(jī)工作時(shí)間。可進(jìn)行手動(dòng)操作，按照需要設(shè)計(jì)洗滌時(shí)間（洗滌過程中的各時(shí)間不變）、脫水時(shí)間。 二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 PLC控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目，可靠性高，豐富的I/O卡件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單，維修方便，PLC控制能在高粉塵、高噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對(duì)簡(jiǎn)單，編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且測(cè)試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。 圖2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖 I/O端子表 輸入I 輸出O 啟動(dòng) 0.00 進(jìn)水閥 1.00 停止 0.03 電機(jī)正轉(zhuǎn) 1.01 最高水位 0.01 電機(jī)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(bào)警燈 1.08 7段數(shù)碼管個(gè)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(jì) 3.1 PLC時(shí)序圖說明 3.1.1啟停控制 本段0.00為開始開關(guān)，開啟后被1.00進(jìn)水開關(guān)自鎖，當(dāng)水位達(dá)到最高水位，觸發(fā)0.01，產(chǎn)生脈沖信號(hào)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(duì)正反轉(zhuǎn)的控制采用時(shí)間繼電器加內(nèi)部輔助觸點(diǎn)組合的方式進(jìn)行控制，用輸出點(diǎn)1.01與1.02分別控制兩個(gè)接觸器，從而完成正反轉(zhuǎn)換相的操作，但有一個(gè)疏忽之處就是沒有設(shè)置輸出互鎖，但存在一個(gè)3s的中斷時(shí)間，所以影響較小。 3.1.3脫水與漂洗過程 本段因涉及進(jìn)水和排水，故在進(jìn)水閥和出水閥上設(shè)置互鎖，防止出現(xiàn)邊進(jìn)水邊出水，同時(shí)對(duì)于最低水位0.02的檢測(cè)，采用DIFU將長(zhǎng)信號(hào)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(jì)要求飄洗要執(zhí)行兩遍，故CNT0002設(shè)定值是3次后，進(jìn)入結(jié)束程序 3.1.4 LED報(bào)警燈 報(bào)警燈采用時(shí)間繼電器與計(jì)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(shí)這個(gè)閃爍可以用P_1S脈沖信號(hào)替代。 3.1.5數(shù)碼管顯示部分 數(shù)碼管部分記錄從開機(jī)到完成洗滌的總時(shí)間，計(jì)時(shí)采用單位時(shí)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(gè)脈沖，自加1，每個(gè)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(shí)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(dāng)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(fèi)了大概5天時(shí)間，期間按照洗滌步驟分為4部分，依次進(jìn)行，每編完一部分均需要上傳PLC實(shí)機(jī)測(cè)試，期間出現(xiàn)大大小小的問題，下面就對(duì)幾個(gè)遇到比較大的問題進(jìn)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(xì)檢查程序沒有邏輯錯(cuò)誤，但上機(jī)發(fā)現(xiàn)為反轉(zhuǎn)15S的時(shí)間繼電器無法復(fù)位，導(dǎo)致下面的環(huán)節(jié)出現(xiàn)長(zhǎng)通，無法循環(huán)，嘗試加入下一個(gè)繼電器的常閉開關(guān)到該時(shí)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(huì)跳至洗滌程序，同時(shí)漂洗程序也同時(shí)進(jìn)行，甚至出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)同時(shí)導(dǎo)通。 解決方案：檢查發(fā)現(xiàn)，注水完成時(shí)，注水閥1.00會(huì)觸發(fā)漂洗的同時(shí)，也會(huì)同時(shí)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(shí)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(jī)數(shù)據(jù)，但刷新時(shí)間是1S刷新一次。 解決方案：這個(gè)問題困擾了我好幾天，因?yàn)閷?duì)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(shí)間脈沖出的問題，1S的脈沖存在0.5S占空比，所以會(huì)導(dǎo)致加法器在0.5s內(nèi)持續(xù)累積，造成亂碼，將時(shí)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(jì)數(shù)也正常了。 五、總結(jié)收獲及心得 通過本次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了編程是一個(gè)鍛煉人耐心和細(xì)心的事，在這次設(shè)計(jì)中，程序指令都是平常用的指令，但出現(xiàn)的問題有的是因?yàn)槌ｉ_寫為常閉等等，但同時(shí)這次設(shè)計(jì)也對(duì)我PLC的知識(shí)面進(jìn)行了一次檢測(cè)，因?yàn)閷?duì)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(rèn)知聽講的課程，再加上PLC基礎(chǔ)知識(shí)也并不難，所以在這次PLC課設(shè)中，編程比較順利，同時(shí)也面臨著一個(gè)老話題，知識(shí)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(shí)有好多地方可以更簡(jiǎn)單的解決，比如時(shí)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(shí)間繼電器，洗滌和漂洗的程序輸出可以用2個(gè)點(diǎn)位的一下子占了4個(gè)點(diǎn)位，這些都是不完美的表現(xiàn)，所以，這次設(shè)計(jì)對(duì)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(shí)還是太少！ 參考文獻(xiàn) [1]周美蘭，周封，忘岳宇PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)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(jī)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(dòng)洗衣機(jī)V3.5.cxp 文件2 自動(dòng)洗衣機(jī)V3.5.opt