1、城市職業(yè)畢業(yè)設計指導目:全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計院:機電學院級:號:學生姓名:起訖日期:指導教師:張志剛 職稱:助教張志剛教研室主任: 審核日期:本文利用可編程控制器 PLC實現(xiàn)了洗衣機的全自動控制，說明了 PLC控制的原理方法，特點及控制洗衣機的特色。文章在介紹洗衣機結構的同時，對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進行分析，在此基礎 上提出了基于PLC的全自動洗衣機控制方案，并對方案進行了論證根據洗衣機的工作原理對程序及其流程進行了設計，具有智能化程度高、安全可靠等特點。對按鈕，電磁閥，開關等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化控制。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時間由 PLC 內計

2、數(shù)器控制，所以只要改變計數(shù) 器參數(shù)就可以改變時間。關鍵詞 ： 全自動洗衣機 可編程控制器摘要 第1章 可編程控制器概論第節(jié)可編程控制器的定義 第節(jié)可編程控制器概況 第 節(jié) PLC 控制系統(tǒng)設計原則第2章 全自動洗衣機的基本結構第 節(jié) 全自動洗衣機的原理和構造 第節(jié)控制面板及控制系統(tǒng)設計 參考文獻. 可編程控制器概論可編程控制器的定義可編程控制器（ Programmable Logic Controller ，簡稱 PLC） ，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用 一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 , 順序控制，定 時，計數(shù)與算術操作等面向用

3、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過程.PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場 工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內存中的程序，進行入出信息變換實現(xiàn)控制。可編程控制器概況PLC基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普遍計算機進行出入信息變換，多只考慮信息本身，信息的出入，只要人機界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息出入的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。出入信息變 換、可靠物理實現(xiàn)，可以說是 P LC實現(xiàn)控制的兩個基本要

4、點。出入信息變換靠運行存儲于PLC內存中的程序實現(xiàn)。PLC程序既有生產廠家的系統(tǒng)程序（不 可更改 ） ，又有用戶自行開發(fā)的應用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運行平臺， 同時，還為PLC程序可靠運行及信號與信息轉換進行必要的公共處理。用戶 程序由用戶按控制要求設計。 什么樣的控制要求， 就應有什么樣的用戶程序。可靠物理實現(xiàn)主要靠輸人 （INPUT及輸出（OUTPUT電路。PLC的I/O 電路，都是專門設計的。 輸入電路要對輸入信號進行濾波， 以去掉高頻干擾。而且與內部計算機電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內 外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進行功 率放大，

5、以足以帶動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。I/O電路是很多的，每一輸入點或輸出點都要有一個I或O電路。PLC有多 I/O 用點，一般也就有多少個 I/O 用電路。但由于它們都是由高度集成 化的電路組成的，所以，所占體積并不大。輸入電路時刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入 點都有一個對應的存儲其信息的暫存器。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點。 輸出鎖存器與輸出點也對應的這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際就是 PLC處理器I/O 口的寄存器。它們與計算機內存交換信息通過計算機總線，并主要由運行系統(tǒng)程序實現(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱輸入刷新。PLC

6、內存有專門開辟 的存放輸入信息的映射區(qū)。 這個區(qū)的每一對應位 （bit ）稱之為輸入繼電器 。這些位置成 1，表示接點通，置成 0 為接點斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新 得到的，所以，它反映的就是輸入 狀態(tài)。PLC控制系統(tǒng)設計原則PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時,應遵循以下基本原則： 1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求， 是設計 PLC 控制系統(tǒng)的首要 前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深 入現(xiàn)場進行調查研究，收

7、集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內、國外資 料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密 配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。 2. 保證 PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設 計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編 程上要全面考慮， 以確保控制系統(tǒng)安全可靠。 例如：應該保證 PLC 程序不僅 在正常條件下運行， 而且在非正常情況下 （如突然掉電再上電、 按鈕按錯等）， 也能正常工作。 3.力求簡單、經濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經濟效益和社

8、會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制 要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不 斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經濟，而 且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、 成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。4. 適應發(fā)展的需要由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提 高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLG輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。O模塊的選擇步驟與原則一般I/O模塊的價格 占PLC價格的一半以上。PLC

9、的I /O模塊有開關量I /O模塊、模擬量I /O 模塊及各種特殊功能模塊等。不同的 I/O模塊，其電路及功能也不同，直接影響PLC的應用范圍和價格，應當根據實際需要加以選擇。1.2.1開關量I /O模塊的選擇1、開關量輸入模塊的選擇開關量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場 輸入設備的開關信號，將信號轉換為PLC內部接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：1）輸入信號的類型及電壓等級開關量輸入模塊有直流輸入、 交流輸入和交流直流輸入三 種類型。選擇時主要根據現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的 延遲時間較短，還可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入設備連接

10、；交 流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開關量輸入 模塊的輸入信號的電壓等級有：直流 5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時主要根據現(xiàn)場輸入設備與輸入模塊之間的距離來 考慮。一般5V、12V、24V用于傳輸距離較近場合，如 5V輸入模塊最遠2）輸入接不得超過10米。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。線方式開關量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式， 如圖6-2所示。圖 6-2 開關量輸入模塊的接線方式 a） 匯點式輸入 b） 分組式輸入匯點式的開 關量輸入模塊所有輸入點共用一個公共端（COM;而分組式的開關量輸入模 塊是將輸入點

11、分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間 是分隔的。分組式的開關量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間 不需要分隔，一般選用匯點式的。 3）注意同時接通的輸入點數(shù)量對于選用高密度的輸入模塊 （如 32點、48點等），應考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的 60。4;輸入門檻電平為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越 遠，具體可參閱PLC說明書。2、開關量輸出模塊的選擇開關量輸出模塊是將PLC內部低電壓信號轉換成驅動外部輸出設備的開關信號，并實現(xiàn) PLC 內外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面： 1）輸

12、出方式開關量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。繼電器輸出的價格便宜，既可以用于驅動交流負載，又可用于直流負 載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導通壓降小，同時承受瞬時過電 壓和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢（驅動 感性負載時，觸點動作頻率不得超過 1HZ、壽命較短、可靠性較差,只能適用于不頻繁通斷的場合。對于頻繁通斷的負載， 應該選用晶閘 管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載，而晶體管輸出只能用于直流負載。2）輸出接線方式開關量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式，如圖 6-3 所示。圖6-3 開關量輸出模塊的接線方式

13、a) 分組式輸出 b) 分隔式輸出分組式 輸出是幾個輸出點為一組，一組有一個公共端，各組之間是分隔的， 可分別用于驅動不同電源的外部輸出設備； 分隔式輸出是每一個輸出點就有一個公共端，各輸出點之間相互隔離。選擇時主要根據PLC輸出設備的電源類型和電壓等級的多少而定。一般整體式PLC既有分組 式輸出，也有分隔式輸出。 3)驅動能力開關量輸出模塊的輸出電流 ( 驅 動能力 )必須大于 PLC 外接輸出設備的額定電流。用戶應根據實際輸 出設備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。 如果實際輸出設備的電流較大，輸出模塊無法直接驅動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。4)注意同時接通的輸出點數(shù)量選擇開關量輸出模塊時， 還應考慮能同時接通 的輸出點數(shù)量。 同時接通輸出設備的累計電流值必須小于公共端所允 許通過的電流值，如一