基于PLC的自動(dòng)控制.doc

技師專業(yè)論文工種：維修電工題目：在自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用姓 名： 牛利兵身份證號(hào)：等 級(jí)：技師 準(zhǔn)考證號(hào)： 1011211005000000013培訓(xùn)單位: 鎮(zhèn)江技師學(xué)院鑒定單位：江蘇省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心日 期：2010年11月15日摘要PLC是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)化控制裝置，它的功能性強(qiáng)，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，使用方便，體積小巧，近年來在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化主要支柱之一。在現(xiàn)代社會(huì)，全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)入各個(gè)家庭，本文介紹了PLC用于全自動(dòng)波輪洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，其可改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，有利于降低成本和提高可靠性。關(guān)鍵詞全自動(dòng)洗衣機(jī) 電磁閥 液位傳感器 電磁離合器目錄前言1第一章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2 1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理21.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)組成2第二章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案42.1控制要求42.2 洗衣機(jī)電氣原理圖42.3 PLC的I/O分配圖52.4 PLC的外部接線圖52.5 流程圖62.6 PLC編程62.7 PLC的指令表92.8 運(yùn)行過程11第三章 設(shè)計(jì)體會(huì)12參考文獻(xiàn)1313前言隨著社會(huì)的發(fā)展工業(yè)化的加速，出現(xiàn)了洗衣機(jī)，再就是自動(dòng)化洗衣機(jī)。洗衣機(jī)從大體上分為2類，即波輪和滾筒，波輪洗衣機(jī)是在習(xí)慣用冷水的前提下，滾筒洗衣機(jī)就沒有波輪洗的干凈，當(dāng)然也可以在使用滾筒洗衣機(jī)是使用電輔助加熱的功能，但這樣需要更長(zhǎng)的時(shí)間。無論是波輪式洗衣機(jī)也好，還是滾筒式洗衣機(jī)也好，都朝著智能化、水流方式多樣化、洗衣方式創(chuàng)新化、設(shè)計(jì)更趨人性化四大特征方向發(fā)展。傳統(tǒng)的電器控制已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀的要求了。是智能化的控制取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制。洗衣機(jī)的工作原理：全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外筒）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安裝的，內(nèi)筒可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，是內(nèi)桶和外桶的水流相通，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)通過控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器和上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位控制開關(guān)分別用來檢測(cè)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)停止排水進(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。隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用與洗衣機(jī)上的技術(shù)越來越成熟，洗衣機(jī)的發(fā)展也越來越快，將來的洗衣機(jī)主要朝一下幾個(gè)方面發(fā)展： （1）高度智能化；（2）健康化；（3）節(jié)水節(jié)能；（4）大容量和微型化；本次設(shè)計(jì)主要采用PLC控制技術(shù)來設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，跟傳統(tǒng)的洗衣機(jī)相比更具有智能，實(shí)時(shí)監(jiān)控，人性化的功能。本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在：實(shí)現(xiàn)功能齊全、外圍電路簡(jiǎn)單、時(shí)間計(jì)算精確以及維護(hù)方便等。具有可靠性高、安全性好、等一系列優(yōu)點(diǎn)。第一章 全制動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心的作用下被高速甩向桶壁，并沿壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，于桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)很慢，在水流與衣物之間存在速度差，使得兩者之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流于衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣桶形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度于方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流作用下，衣物作無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷地被彎曲、絞扭和拉長(zhǎng)，衣物互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈均勻性。全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵心在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠模片上，并將小孔的中心堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不同。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵心在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩測(cè)小孔的流通能力，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。氣室的入口于洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)結(jié)。當(dāng)誰注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)增大，水為開關(guān)中的波紋受壓而漲起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使出點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)組成（1）進(jìn)、排水電磁閥：電磁閥，在通電狀態(tài)下，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁力作用下，使鋼子質(zhì)推桿推動(dòng)電磁閥芯，克服彈簧力的作用，沿軸向一側(cè)發(fā)生位移；在失電狀態(tài)下，線圈不產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁閥芯在彈簧力的作用下，沿軸向另一側(cè)發(fā)生位移。全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水電磁閥芯的軸向位移，會(huì)是電磁閥內(nèi)的腔室貫通或關(guān)閉。從而控制進(jìn)水的開關(guān)。（2）液位傳感器：用靜壓測(cè)量原理：當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎面受到的壓力公式為：P=gh+P0 式中：P：變送器迎面所受壓力：被測(cè)液體密度P0：液面上大氣壓h：液體的深度同時(shí)，通過導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓于傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的大氣壓，通過測(cè)取壓力P，可以得到液位深度。功能特點(diǎn)：具有反向保護(hù)、限流保護(hù)電路，在安裝時(shí)正負(fù)極接反不會(huì)損壞變送器。穩(wěn)定性好固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動(dòng)部件，高可靠性，使用壽命長(zhǎng)安裝方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)耐用（3）內(nèi)、外缸：內(nèi)缸用來盛裝衣物等，外缸進(jìn)水來洗滌衣物，內(nèi)缸的桶壁上有 許多的小孔便于水的流入（4）單相電動(dòng)機(jī)：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)是有二個(gè)繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí)，電機(jī)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個(gè)磁場(chǎng)是交變脈動(dòng)磁場(chǎng)。這個(gè)交變脈動(dòng)磁場(chǎng)可分解為兩個(gè)以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)咋轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。要使單相電機(jī)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來，可在定子中加上一個(gè)啟動(dòng)繞組，啟動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度，啟動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容，使得與主繞組的電流在相位上相差90度。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組，將會(huì)在空間上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子就能自動(dòng)啟動(dòng)。第二章全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案2.1控制要求1.先根據(jù)洗滌物的多少，選擇進(jìn)水水位（高、中或低）。2.根據(jù)洗滌物的污染程度，選擇洗滌模式（強(qiáng)洗、標(biāo)準(zhǔn)或柔洗）3.按下啟動(dòng)按鈕，開始進(jìn)水直到鹽水水位達(dá)設(shè)置要求，然后關(guān)水4.開始洗滌：強(qiáng)洗洗滌：正轉(zhuǎn)洗滌30s，暫停5s后反轉(zhuǎn)洗滌30s，暫停5s后正轉(zhuǎn)洗滌。正反轉(zhuǎn)循環(huán)15次，總共1050s后，洗滌結(jié)束。標(biāo)準(zhǔn)洗滌：正轉(zhuǎn)洗滌25s，暫停10s后反轉(zhuǎn)洗滌25s，暫停10s后正轉(zhuǎn)洗滌。正反循環(huán)15次，總共1050s后，洗滌結(jié)束。柔細(xì)洗滌：正轉(zhuǎn)洗滌20s，暫停15s后反轉(zhuǎn)洗滌20s，暫停15s后正轉(zhuǎn)洗滌。正反轉(zhuǎn)循環(huán)15次，總共1050s后，洗滌結(jié)束。5.開始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為20s，脫水完成。6.開始清洗，重復(fù)洗滌過程，清洗兩遍。7.清洗完成，報(bào)警10s并自動(dòng)停機(jī)。8.在運(yùn)行過程中按下停止按鈕，停止運(yùn)行。2.2主電路2.3PLC的I/O分配表I/O分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)啟動(dòng)按鈕X0電動(dòng)機(jī)Y0進(jìn)水水位X1進(jìn)水電磁閥Y1放水水位X2正轉(zhuǎn)Y2強(qiáng)洗X3反轉(zhuǎn)Y3標(biāo)準(zhǔn)X4排水電磁閥Y4輕柔X5報(bào)警Y5停止按鈕X6離合器Y62.4 PLC外部接線圖2.5 流程圖 2.6 PLC編程2.7PLC的指令表步序號(hào)助記符操作數(shù)步序號(hào)助記符操作數(shù)0000LDM80020084SETS240001SETS00085STLS240002STLS00086OUTC1 K150003LDX0000087LDC10004OUTY0000088SETS250005SETS10089LDIC10006STLS10090SETS200007OUTY0010091STLS250008LDX0010092OUTY0010009ANDX0030093RSTC10010SETS20094LDX0020011LDX0010095SETS260012ANDX0040096STLS260013SETS20097OUTY0040014LDX0010098OUTY0000015ANDX0040099OUTT11 K2000016SETS200100LDT110017LDX0010101SETS270018ANDX0050102STLS270019SETS400103OUTC2 K20020STLS20104LDC20021OUTY0020105SETS280022OUTT1 K3000106LDIC20023LDT10107SETS10024SETS30108STLS280025STLS30109OUTY0050026OUTT2 K500110RSTC20027LDT20111OUTT12 K1000028SETS40112LDT120029STLS40113SETS00030OUTY30114STLS400031OUTT3 K3000115OUTY0020032LDT30116OUTT13 K2000033SETS50117LDT130034STLS50118SETS410035OUTT4 K500119STLS410036LDT40120OUTT14 K1500037SETS60121LDT140038STLS60122SETS420039OUTC1 K150123STLS420040LDC10124OUTY0030041SETS70125OUTT15 K2000042LDIC10126LDT150043SETS20127SETS430044STLS70128STLS430045OUTY0010129OUTT16 K1500046RSTC10130LDT160047LDX0020131SETS440048SETS80132STLS440049STLS80133OUTC1 K150050OUTY0040134LDC10051OUT Y0000135SETS450052OUTT5 K2000136LDIC10053LDT50137SETS400054SET S90138STLS450055STLS90139OUTY0010056OUT C2 K20140RSTC10057LDC20141LDX0020058SET S100142SETS460059LDIC20143STLS460060SETS10144OUTY0040061STLS100145OUTY0000061OUTY0050146OUTT170063RSTC20147LDT17 K2000064OUTT6 K1000148SETS470065LDT60149STLS470066SETS00150OUTC2 K20067STLS200151LDC20068OUTY0020152SETS480069OUTT7 K2500153LDIC20070LDT70154SETS10071SETS210155STLS480072STLS210156OUTY0050073OUTT8 K1000157RSTC20074LDT80158OUTT18 K1000075SETS220159LDT180076STLS220160SETS00077OUTY0030161RET0078OUTT9 K2500162END0079LDT901630080SETS2301640081STLS2301650082OUTT10 K10001660083LDT1001672.8運(yùn)行過程強(qiáng)洗：按下啟動(dòng)按紐，輸出接通，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，當(dāng)水位達(dá)到所需要求時(shí)，閉合，按下，洗衣機(jī)開始強(qiáng)洗，正轉(zhuǎn)秒后暫停秒，然后開始反轉(zhuǎn)秒，暫停秒，再開始正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)次后，計(jì)數(shù)器接通，洗衣機(jī)跳轉(zhuǎn)到待機(jī)狀態(tài)，計(jì)數(shù)器清零，按下放水按鈕，輸出Y4、Y0接通，洗衣機(jī)開始脫水，同時(shí)也在排水，時(shí)間為20秒，20秒之后，時(shí)間繼電器T5接通，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，清洗衣物2遍之后計(jì)數(shù)器C2接通，輸出信號(hào)Y5接通，洗衣機(jī)報(bào)警10秒后計(jì)數(shù)器T6接通，恢復(fù)到初始狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)：按下啟動(dòng)按鈕X0，輸出Y0接通，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，當(dāng)水位達(dá)到說需要求時(shí)，X1閉合，按下X4，洗衣機(jī)開始標(biāo)洗，正轉(zhuǎn)25秒暫停10秒，然后開始反轉(zhuǎn)25秒暫停10秒，再開始正轉(zhuǎn)，如此循環(huán)15次，洗衣機(jī)跳轉(zhuǎn)到待機(jī)狀態(tài)，計(jì)數(shù)器C1清零。按下X2，洗衣機(jī)開始脫水，同時(shí)在排水，脫水20秒后時(shí)間繼電器T11接通，洗衣機(jī)開始清洗2遍，之后Y5接通，計(jì)數(shù)器C2清零，報(bào)警10秒之后時(shí)間繼電器T12接通，洗衣機(jī)恢復(fù)到初始狀態(tài)。柔洗：按下啟動(dòng)按紐，輸出接通，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，當(dāng)達(dá)到所要的水位要求時(shí)，X1按鈕閉合，按下X5，輸出Y2接通，洗衣機(jī)開始正轉(zhuǎn)20秒，暫停15秒，然后開始反轉(zhuǎn)20秒暫停15秒，如此循環(huán)15次，時(shí)間計(jì)數(shù)器C1接通，輸出Y1接通，計(jì)數(shù)器C1清零，洗衣機(jī)跳轉(zhuǎn)到待機(jī)狀態(tài)，按下X2，Y4、Y0接通