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文檔簡介
1、<p><b> 緒 論1</b></p><p> 第1述. 可編程控制器的概述2</p><p> 1.1可編程控制器的產(chǎn)生及定義2</p><p> 1.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生2</p><p> 1.1.2可編程控制器的定義3</p><p> 1
2、.2 可編程控制器的組成3</p><p> 1.3可編程控制器的工作原理6</p><p> 1.4可編程控制器的分類6</p><p> 1.5可編程控制器國內(nèi)外狀況8</p><p> 第2述. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述8</p><p> 2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求8</p>
3、<p> 2.1.1 流程圖功能說明8</p><p> 2.1.2 PLC程序設(shè)計(jì)的步驟9</p><p> 2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖10</p><p> 2.3 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟10</p><p> 第3述. 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的分析12</p><p&
4、gt; 3.1 PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究意義12</p><p> 3.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工藝要求及動(dòng)作流程13</p><p> 3.3 洗衣機(jī)程序分析13</p><p> 3.3.1主接線路如下圖所示:14</p><p> 3.3.2 PLC硬件連接線路如下圖所示:15</p><p>
5、 3.3.3設(shè)計(jì)功能順序如下圖所示:- 1 -</p><p> 3.4、I/O口及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器說明- 2 -</p><p> 3.5梯形圖- 3 -</p><p> 3.6語句表- 6 -</p><p> 3.7操作說明- 8 -</p><p> 結(jié) 論- 9 -</p
6、><p> 致 謝- 10 -</p><p> 參考文獻(xiàn)- 11 -</p><p><b> 緒 論</b></p><p> 可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,逐漸發(fā)展起來的以微處理器為核心,集微電子技術(shù),自動(dòng)化技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)為一體,以工業(yè)自動(dòng)化控制為目標(biāo)的新型控制裝置。它具
7、有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動(dòng)控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì),可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一,PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富。</p><p> 它的功能主要是:控制功能、數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存與處理功能、通信、聯(lián)網(wǎng)
8、功能、輸入/輸出接口調(diào)理功能、人機(jī)界面功能。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí),可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多太PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò),以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。</p><p> 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是利用PLC(Programmable Logic Controller)對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先我對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的分析,使自己有一個(gè)大致的總體概念,然后仔細(xì)分析全自動(dòng)洗衣機(jī)。最后根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能,
9、編譯PLC的梯形圖。</p><p> 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理,利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)控制,說明了PLC控制的原理方法,特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)FX系列PLC的特點(diǎn)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了FX系列PLC的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開關(guān)等其它一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化,由于每遍的洗滌,排水,脫水的時(shí)間由PLC內(nèi)計(jì)數(shù)器控制,所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)
10、就可以改變時(shí)間??梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來,作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及臟污的程度來編程。只要稍作改變,就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序,充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個(gè)性。</p><p> 第1述. 可編程控制器的概述</p><p> 1.1可編程控制器的產(chǎn)生及定義</p><p> 1.
11、1.1 可編程控制器的產(chǎn)生</p><p> 20世紀(jì)是人類科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的一個(gè)世紀(jì),電器控制技術(shù)也有繼電器控制過度到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。各種工業(yè)用計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品的出現(xiàn),對(duì)提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制性能起到關(guān)鍵的作用。進(jìn)入21世紀(jì),各種自動(dòng)控制產(chǎn)品在向著控制可靠,操作簡單,通用性強(qiáng),價(jià)格低廉的方向發(fā)展,是自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)越來越容易。自動(dòng)控制裝置的研究,是為了最大限度的滿足人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求。</p>&
12、lt;p> 在1969年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)首先研制出第一臺(tái)符合要求的控制器,即可編程邏輯控制器,并在美國GE公司的汽車自動(dòng)裝置上試用成功。此后,這項(xiàng)研究技術(shù)迅速發(fā)展,從美國、日本、歐洲普及到全世界。我國從1976年開始研制,1977年應(yīng)用與工業(yè)控制。目前以有型號(hào)數(shù)百種??删幊炭刂破鲬?yīng)具備的10項(xiàng)指標(biāo):</p><p> (1)編程簡單,可在現(xiàn)場修改和調(diào)試程序;</p><p
13、> (2)維護(hù)方便,采用插入式,模塊結(jié)構(gòu);</p><p> (3)可靠性高于繼電器控制系統(tǒng);</p><p> (4)體積小于繼電器控制柜;</p><p> (5)成本可與繼電器控制系統(tǒng)相競爭;</p><p> (6)能與管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信;</p><p> (7)輸入量是115V交流
14、電壓(美國電網(wǎng)電壓110);</p><p> (8)輸出量為115V,輸出電流在2A以上,能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥;</p><p> (9)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí),原系統(tǒng)只需要作很小改動(dòng);</p><p> (10)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少4KB。</p><p> 1.1.2可編程控制器的定義</p><p> IEC在19
15、87年對(duì)可編程控制器下的定義是:</p><p> 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì);它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)、記數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令;并通過數(shù)字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程??删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備,都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能 的原則設(shè)計(jì)。</
16、p><p> 1.2 可編程控制器的組成</p><p> PLC硬件組成:PLC的硬件主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。其中,CPU是PLC的核心,輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路,通信接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等連接。</p><p> 1.中央處理單元(CPU) 同一
17、般的微機(jī)一樣,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機(jī)型不同而不同,常用有三類:通用微處理器(如Z80、8086、80286等)、單片微處理器(如8031、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器;中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器;大型PLC大多采用高速位片式微處理器。</p><p> 目前,小型PLC為單CPU系統(tǒng),而中
18、、大型PLC則大多為雙CPU系統(tǒng),甚至有些PLC中多達(dá)8 個(gè)CPU。對(duì)于雙CPU系統(tǒng),一般一個(gè)為字處理器,一般采用8位或16位處理器;另一個(gè)為位處理器,采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的專用芯片。字處理器為主處理器,用于執(zhí)行編程器接口功能,監(jiān)視內(nèi)部定時(shí)器,監(jiān)視掃描時(shí)間,處理字節(jié)指令以及對(duì)系統(tǒng)總線和位處理器進(jìn)行控制等。位處理器為從處理器,主要用于處理位操作指令和實(shí)現(xiàn)PLC編程語言向機(jī)器語言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,提高了PLC的速度,使PLC更好地滿足
19、實(shí)時(shí)控制要求。 </p><p> 在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能,指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作,歸納起來主要有以下幾個(gè)方面:1) 接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。2)診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等。3) 通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入輸入映象寄有器或數(shù)據(jù)寄存器中。4) 從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序,經(jīng)過解釋后執(zhí)行。5
20、) 根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果,更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容,通過輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。</p><p> 2.存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器主要有兩種:一種是可讀/寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM,另一種是只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中,存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。 </p><p>
21、 系統(tǒng)程序是由PLC 的制造廠家編寫的,和PLC的硬件組成有關(guān),完成系統(tǒng)診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用管理、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能,提供PLC運(yùn)行的平臺(tái)。系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能,而且在PLC使用過程中不會(huì)變動(dòng),所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM或EPROM中,用戶不能訪問和修改。</p><p> 用戶程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的,由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)
22、用程序。為了便于讀出、檢查和修改,用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中,用鋰電池作為后備電源,以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞,當(dāng)用戶程序經(jīng)過運(yùn)行正常,不需要改變,可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中。現(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲(chǔ)器。</p><p> 工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存放在RAM中,以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
23、器中,設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū),這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要,部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài),這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。 </p><p> 由于系統(tǒng)程序及工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)系,所以在PLC 產(chǎn)品樣
24、本或使用手冊(cè)中所列存儲(chǔ)器的形式及容量是指用戶程序存儲(chǔ)器。當(dāng)PLC提供的用戶存儲(chǔ)器容量不夠用,許多PLC還提供有存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。</p><p> 3.輸入/輸出單元 輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊,是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù),以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù);同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)控制目的
25、。</p><p> 由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的,而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平,所以I/O接口要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能,以提高PLC的抗干擾能力。另外,I/O接口上通常還有狀態(tài)指示,工作狀況直觀,便于維護(hù)。</p><p> PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口,有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用。I/
26、O接口的主要類型有:數(shù)字量(開關(guān)量)輸入、數(shù)字量(開關(guān)量)輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。</p><p> 常用的開關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型:直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口。</p><p> 4.通信接口 PLC配有各種通信接口,這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。PLC與打
27、印機(jī)連接,可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印;與監(jiān)視器連接,可將控制過程圖像顯示出來;與其它PLC連接,可組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模控制。 與計(jì)算機(jī)連接,可組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)合。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。</p><p> 1.3可編程控制器的工作原理</p><p> PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行
28、時(shí),CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序,按指令步序號(hào)(或地址號(hào))作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p> PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段:
29、 PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后,其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存
30、器中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作</p><p> 1.4可編程控制器的分類</p><p> PLC產(chǎn)品種類繁多,其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類,通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。</p><p> 1.按結(jié)構(gòu)形式分類 根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式,可將PLC分為整體式和模塊式兩
31、類</p><p> ?。?)整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi), 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元(又稱主機(jī))和擴(kuò)展單元組成?;締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口,以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等,沒有CPU。基本單元
32、和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元,如模擬量單元、位置控制單元等,使其功能得以擴(kuò)展。</p><p> (2)模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分,分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊,如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活,可根據(jù)
33、需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng),而且裝配方便,便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。</p><p> 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來,構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊,但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接,并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣,不但系統(tǒng)可以靈活配置,還可做得體積小巧。</p><p> 2.按功能分類 根據(jù)PL
34、C所具有的功能不同,可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。(1)低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能,還可有少量模擬量輸入∕輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。 (2)中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外,還具有較強(qiáng)的模擬量輸入∕輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PI
35、D控制等功能,適用于復(fù)雜控制系統(tǒng).</p><p> ?。?)高檔PLC 除具有中檔機(jī)的功能外,還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能,可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。</p><p> 3.按I/O點(diǎn)數(shù)分類 根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少,可將
36、PLC分為小型、中型和大型三類。(1).小型PLC——I/O點(diǎn)數(shù)< 256點(diǎn);單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量4K字以下。 如:GE-I型 美國通用電氣(GE)公司 TI100 美國德洲儀器公司 F、F1、F2 日本三菱電氣公司 C20 C40 日本立石公司(歐姆龍) S7-200 德國西門子公司 EX20 EX40 日本東芝公司 SR
37、-20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司</p><p> (2). 中型PLC——I/O點(diǎn)數(shù)256~2048點(diǎn);雙CPU,用戶存儲(chǔ)器容量2~8K 如:S7-300 德國西門子公司 SR-400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU-5、SU-6 德國西門子公司 C-500 日本立
38、石公司 GE-Ⅲ GE公司 (3). 大型PLC——I/O點(diǎn)數(shù)> 2048點(diǎn);多CPU,16位、32位處理器,用戶存儲(chǔ)器容量8~16K 如:S7-400 德國西門子公司 GE-Ⅳ GE公司 C-2000 立石公司 K3 三菱公司等&
39、lt;/p><p> 1.5可編程控制器國內(nèi)外狀況</p><p> 世界上PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派:一個(gè)流派是美國產(chǎn)品,一個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品,一個(gè)流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨(dú)立研究開發(fā)的,因此美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技術(shù)是由美國引進(jìn)的,對(duì)美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性,但日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。美國和歐洲以大中型PL
40、C而聞名,而日本則以小型PLC著稱。</p><p> 我國PLC產(chǎn)品我國有許多廠家、科研院所從事PLC的研制與開發(fā),如中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所的PLC-0088,北京聯(lián)想計(jì)算機(jī)集團(tuán)公司的GK-40,上海機(jī)床電器廠的CKY-40,上海起重電器廠的CF-40MR/ER,蘇州電子計(jì)算機(jī)廠的YZ-PC-001A,原機(jī)電部北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40,杭州機(jī)床電器廠的DKK02,天津中
41、環(huán)自動(dòng)化儀表公司的DJK-S-84/86/480,上海自立電子設(shè)備廠的KKI系列,上海香島機(jī)電制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256,無錫華光電子工業(yè)有限公司(合資)的SR-10、SR-20/21等。 </p><p> 第2述. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述</p><p> 2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p&g
42、t; PLC的內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)、微機(jī)相似,但其接口電路不同,編程語言也不一致。因此PLC控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)過程不完全相同,需要根據(jù)PLC本身的特點(diǎn)、性能進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p> 為實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求,以及生產(chǎn)效率和產(chǎn)品產(chǎn)量的進(jìn)一步提高最大限度地發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下步驟:</p><p> 2.1.1 流程圖功能說明</
43、p><p> ?。?)根據(jù)生產(chǎn)的工藝分析控制要求:如需要完成的動(dòng)作(動(dòng)作順序、動(dòng)作條件及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖)、操作方式(手動(dòng)、自動(dòng);連續(xù)、單周期及單步等)。</p><p> ?。?)根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入、輸出設(shè)備、據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。</p><p><b> ?。?)選擇PLC。</b></p><p>
44、; ?。?)分配PLC的I/O接口,設(shè)計(jì)I/O電氣接口接圖。</p><p> ?。?)進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì),同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)(柜)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)時(shí),必須在控制線路(接線程序)設(shè)計(jì)完成后,才能進(jìn)行控制臺(tái)(柜)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。采用PLC控制,可以使整個(gè)工程的周期縮短。</p><p> 2.1.2 PLC程序設(shè)計(jì)的步驟</p><p>
45、(1)繪制系統(tǒng)流程圖</p><p><b> ?。?)設(shè)計(jì)梯形圖</b></p><p> ?。?)根據(jù)梯形圖編制程序清單</p><p> (4)用編程其將程序鍵入到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中,并檢驗(yàn)后鍵入的程序是否正確</p><p> (5)調(diào)試和修改程序,直到滿足要求為止</p><p&g
46、t; ?。?)控制臺(tái)現(xiàn)場施工完成后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試</p><p> 2.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖</p><p> 圖2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖</p><p> 2.3 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p> 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟:</p><p> ?。?)深入了解和分析被控對(duì)象的
47、工藝條件和控制要求 </p><p> a、被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。</p><p> b、控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng),還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分,這種可化繁為簡,有利于編程和調(diào)試。</p><p> (2)確定 I/O 設(shè)備 </p>&
48、lt;p> 根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。</p><p> (3)選擇合適的 PLC 類型 </p><p> 根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備,統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù),選擇合適的 PLC 類型,包括機(jī)型、容量的選擇、
49、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 </p><p> ?。?)分配 I/O 點(diǎn) </p><p> 分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入/輸出分配表或者畫出輸入/輸出端子的接線圖。接著就可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。 </p><p> ?。?)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 </p><p>
50、根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作,也是比較困難的一步,要設(shè)計(jì)好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p> ?。?)將程序輸入 PLC </p><p> 當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時(shí),需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí),可通
51、過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。 </p><p><b> (7)進(jìn)行軟件測試</b></p><p> 程序輸入 PLC 后,應(yīng)先進(jìn)行測試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中,難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前,必需進(jìn)行軟件測試,以排除程序中的錯(cuò)誤,同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),縮短整體調(diào)試的周期。 </p><
52、p> ?。?)分配輸入/輸出點(diǎn) </p><p> 一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。 分配好后,按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào),分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào),即進(jìn)行編號(hào)。在個(gè)別情況下,也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的,那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前,按邏輯關(guān)系接好線(如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)),然后再接到輸入點(diǎn)。</p><p> ?。?)確定 I/O 通道范圍</p>
53、<p> 不同型號(hào)的 PLC ,其輸入/輸出通道的范圍是不一樣的,應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號(hào),查閱相應(yīng)的編程手冊(cè),決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 </p><p> ?。?0)部輔助繼電器</p><p> 內(nèi)部輔助繼電器不對(duì)外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。 從功能上講,內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中
54、的中間繼電器。 未分配模塊的輸入/輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 : 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要,應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器,在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊(cè)。 </p><p> ?。?1)分配定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 </p><p> PLC 的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊(cè)。PL
55、C 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟,PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 。在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,這里主要介紹幾種典型的編程方法。 圖解法編程,圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。為此,不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后,可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。</p><p> 第3述. 全自動(dòng)洗衣
56、機(jī)控制系統(tǒng)的分析</p><p> 3.1 PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究意義 </p><p> PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程語言容易掌握,是電控人員熟悉的梯形語言,使用術(shù)語依然是“繼電器”一類術(shù)語,大部分與繼電器觸頭的連接相對(duì)應(yīng),使電控人員一目了然。PLC控制使用簡單,它的I/O已經(jīng)做好,輸入輸出信號(hào)可直接連接,非常方便,而輸出口具有一定驅(qū)動(dòng)能力,其輸出觸頭容易達(dá)220V-2APL
57、C是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)控制裝置,再系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施當(dāng)工作程序需要改變時(shí),只需改變PLC的內(nèi)部,重新編程而無需對(duì)外圍進(jìn)行重新改動(dòng)。</p><p> 從這些方面突出了使用PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)越性。</p><p> PLC機(jī)型:日本三凌公司的F系列PLC。</p><p> 3.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工藝要求及動(dòng)作流程</p>&l
58、t;p> 洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)在比較普遍。全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如下圖1所示。</p><p> 圖1 自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖</p><p> 全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內(nèi)桶)是以同一中心安放的。外桶固定,作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn),作脫水(甩水)用。內(nèi)桶的四周有很多小孔,使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí),通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥
59、打開,經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí),通過電控系統(tǒng)使排水閥打開,將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、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),此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí),通過電控系統(tǒng)將離合器合上,由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。</p><p> 3.3 洗衣機(jī)程序分析<
60、/p><p> PLC投入運(yùn)行,系統(tǒng)處于初始狀態(tài),準(zhǔn)備好啟動(dòng)。</p><p> ?。?) 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān),開始進(jìn)水,水滿(即水位到達(dá)高低)時(shí)停止進(jìn)水。</p><p> ?。?)2秒后開始洗滌。</p><p> ?。?)洗滌時(shí),正轉(zhuǎn)15秒后暫停,暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌,反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停,暫停3秒。</p>&l
61、t;p> (4) 如此循環(huán)3次,總共180秒后開始排水,排空后(水位下降到低位)開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程。</p><p> ?。?) 若未完成3次大循環(huán),則返回從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作,進(jìn)行下一次大循環(huán);若完成了3次大循環(huán),則進(jìn)行洗完報(bào)警。</p><p> ?。?)報(bào)警10秒結(jié)束全部過程,自動(dòng)停機(jī)。</p><p>
62、 ?。?) 此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水;按停車按扭可停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)</p><p> 3.3.1主接線路如下圖所示:</p><p> 3.3.2 PLC硬件連接線路如下圖所示:</p><p> 3.3.3設(shè)計(jì)功能順序如下圖所示:</p><p> 3.4、I/O口及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器說明</p><p&
63、gt;<b> I/O口分配表:</b></p><p> 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說明:</p><p> 本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)可實(shí)現(xiàn)功能如下介紹:首先,在按鈕的作用下,可向洗衣機(jī)自動(dòng)進(jìn)水,在水位達(dá)到上位限時(shí),可自動(dòng)進(jìn)水結(jié)束,下一步開始正轉(zhuǎn)30秒與反轉(zhuǎn)30秒自動(dòng)清洗衣物,重復(fù)五次后開始把第一次清洗衣物后的污水排出,重新注入干凈的清水,如此再循環(huán)三次,可實(shí)現(xiàn)衣物的清洗干
64、凈,此后,開始衣物的脫水,脫水六十秒后,洗衣機(jī)報(bào)警提醒并自動(dòng)停機(jī)。</p><p> 1、 按下開關(guān)按鈕SB1;</p><p> 2 、注水直到上位限,關(guān)水;</p><p> 3、 注水后開始洗滌;4、 洗滌時(shí),正轉(zhuǎn)30秒,停2秒,然后反轉(zhuǎn)30秒,停2秒;5、 如此循環(huán)5次,總共320秒后開始排水;</p><p> 6、 排
65、水完后重新開始清洗,重復(fù)三次,至清洗干凈;7、 清洗完成后,開始脫水60秒;</p><p> 8、 脫水時(shí)間到后,報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)</p><p><b> 3.5梯形圖 </b></p><p> 工步介紹: s0 初始化 s20洗衣機(jī)進(jìn)水</p><p> s21電動(dòng)機(jī)
66、正轉(zhuǎn) s22電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)</p><p> s23洗衣機(jī)脫水 s24報(bào)警</p><p><b> 3.6語句表</b></p><p><b> 3.7操作說明</b></p><p> 按下啟動(dòng)按鈕,X0為ON,進(jìn)入工步S20,y0為ON,打開進(jìn)水電磁閥。當(dāng)水位到達(dá)
67、高水位時(shí),X3為ON,M0自鎖,同時(shí)斷開進(jìn)水電磁閥,同時(shí)T0為ON,記時(shí)2秒。進(jìn)入工步2,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),開始接通Y1(正向洗滌),并啟動(dòng)定時(shí)器T1。15s后,T1觸點(diǎn)動(dòng)作,使Y1為OFF,停止正向洗滌,并啟動(dòng)定時(shí)器T2。經(jīng)過3s的暫停,T2觸點(diǎn)為ON,進(jìn)入工步S22.電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),開始反向洗滌,并啟動(dòng)定時(shí)器T3。反洗15s后,T3觸點(diǎn)動(dòng)作,使Y2(反轉(zhuǎn)洗滌)為OFF,停止反向洗滌,并啟動(dòng)定時(shí)器T4。經(jīng)過3s的定時(shí),T4動(dòng)作,使計(jì)數(shù)器C100
68、計(jì)一次時(shí),同時(shí)判段記數(shù)次數(shù)若為3,并且X4(底水位)接通則進(jìn)2工步S23, 同時(shí)復(fù)位C100.若不為3則進(jìn)入工步S21重新進(jìn)行從正向洗滌開始到反向洗滌結(jié)束的小循環(huán)只到 C100是3為止。當(dāng)C100滿3且進(jìn)入工步S23(脫水)后,邊排水邊脫水同時(shí) T5記時(shí)10秒,10秒后C101通記數(shù)一次若C101不為3則進(jìn)入工步s20開始大循環(huán),若C101是3則進(jìn)入工步S24,開始報(bào)警接通Y5(報(bào)警)同時(shí)T6記時(shí)10秒后T6觸點(diǎn)通,復(fù)位S20~S24,
69、程序結(jié)束。</p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 經(jīng)過這段時(shí)間的努力,終于完成了我對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì),不僅使自己增長了知識(shí)也使我明白了一些道理。開始做設(shè)計(jì)運(yùn)用了我在大學(xué)三年所學(xué)的東西,而且還運(yùn)用了我們從未接觸過的東西。在學(xué)習(xí)時(shí)都認(rèn)真的學(xué)習(xí)和很好的掌握了。我的設(shè)計(jì)雖然只是非常簡單的PLC,我明白了無論做什么事情都不能輕視,否則什么也干
70、不成。不管怎樣做出來了就是一次成功,還是挺高興的,然而不得不承認(rèn)自己還有很多不足之處。</p><p> 我發(fā)現(xiàn)了許多問題,至少說完成一個(gè)設(shè)計(jì),不但用到一門課程,它體現(xiàn)的是組織協(xié)調(diào)的能力。PLC的設(shè)計(jì)重點(diǎn)就在于軟件程序的設(shè)計(jì),需要有很巧妙的編程方法,但我覺的要編好一個(gè)程序并不是一件簡單的事,或許會(huì)以為你的大意輸錯(cuò)一個(gè)程序,就不會(huì)得到你想要的效果,或是由于你的才疏學(xué)淺而始終不能通過編譯。</p>&
71、lt;p> 說實(shí)在的剛開始我也不知道該從哪下手,可后來在不斷查閱和復(fù)習(xí)郭老師在課堂的講解中我終于跨出了第一步,使得最終完成了本次設(shè)計(jì)。因此一個(gè)人無論什么時(shí)候都要對(duì)自己有信心,做人是這樣,做事也應(yīng)該是這樣。很多事情就是這樣,只有我們?nèi)ピ囍隽?,才有可能成功?lt;/p><p> 從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我才意識(shí)到,在以后的生活中,無論學(xué)習(xí)什么都要理論聯(lián)系實(shí)際,把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中。</p>
72、;<p> 由于時(shí)間比較倉促,我所設(shè)計(jì)的對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)功能綜合一下,使它的功能更加完善,強(qiáng)大。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 三年的學(xué)習(xí)生活轉(zhuǎn)眼即逝,在外求學(xué)的經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟,對(duì)在過去的日子里曾給予過我鼓勵(lì)、幫助的人們我滿懷感激,時(shí)刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。</p>&
73、lt;p> 從接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,我得到了*老師精心的指導(dǎo)和熱情的幫助,在教學(xué)中郭老師根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、豐富的專業(yè)知識(shí)及多年的體會(huì)不斷指領(lǐng)我們?cè)O(shè)計(jì)要領(lǐng)和心得體會(huì),給我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提出很多寶貴的建議和意見,使我在大學(xué)即將畢業(yè)的最后的實(shí)踐性環(huán)節(jié)里,對(duì)本專業(yè)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和提高,為我即將從事的工作打了一個(gè)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在此,對(duì)給予我指導(dǎo)和幫助的*老師表示我衷心的感謝,向她高度負(fù)責(zé)的敬業(yè)精神致敬!在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂
74、得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好,但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。</p><p> 由于本人的學(xué)識(shí)水平、時(shí)間和精力有限,文中有許多不盡人意和不完善之處,我將在以后的工作、學(xué)習(xí)中不斷加以思
75、考和完善。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]施金良.可編程序控制器.重慶.重慶大學(xué)出版社,2006</p><p> [2] 陳廷全 .可編程序控制原理及應(yīng)用技術(shù).重慶.重慶大學(xué)出版社,2000</p><p> [3] 鄭風(fēng)翼.鄭丹丹.趙春江.圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表
76、.北京.人民郵電出版社.2007</p><p> [4] 劉敏.可編程控制器.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2002</p><p> [5] 張新軍.電氣控制與PLC技術(shù)及應(yīng)用.濟(jì)源.濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社,2006</p><p> [6] 李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用(西門子系列).北京.電子工業(yè)出版社,2005.1</p><p&g
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