【正文】 指導(dǎo)教師： 郭忠南等 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 電氣工程學(xué)院《課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū) 課程名 稱： 電氣控制與 PLC 課程設(shè)計(jì) 基層教學(xué)單位： 電氣工程及自動(dòng)化系 指導(dǎo)教師： 郭忠南等 學(xué)號(hào) 100103030051 學(xué)生姓名 劉克 （專業(yè)）班級(jí) 10 級(jí)應(yīng)電二 班 設(shè)計(jì)題目 全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 采用 PLC構(gòu)成 全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC電氣控制 系統(tǒng) 。 參 考 資 料 《 PLC 電氣控制技術(shù)》 漆漢宏主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 圖書(shū)館各類期刊文獻(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù) 相關(guān)電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 周次 第一周 第二周 應(yīng) 完 成 內(nèi) 容 完成全部方案設(shè)計(jì)： 周一、二：查、閱相關(guān)參考資料 周二至周五：方案設(shè)計(jì) 周六、日：設(shè)計(jì)方案完善 周一、二：完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 周三、四：繪制 A1 設(shè)計(jì)圖紙 周五：答辯考核 指導(dǎo)教 師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說(shuō)明： 此表一式三份，系、學(xué)生各一份，報(bào)送院教務(wù)科一份。 其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn) 。 三菱FX2N系列可 編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備 更 是 符合全自動(dòng)洗衣機(jī) 控制 系統(tǒng)的 要求與特點(diǎn) 。它具有可靠性高、功能強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、通用性好、使用方便、體積小、重量輕以及易于擴(kuò)展等一系列優(yōu)點(diǎn)。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(wú)需對(duì)外圍進(jìn)行重新改動(dòng)。 目前市場(chǎng)上出售的全自動(dòng)洗衣機(jī)大體分為三類 ： 第 1 頁(yè) 共 19 頁(yè) 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 發(fā)明最早的是前置式側(cè)開(kāi)門滾筒式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是歐洲發(fā)明的 。 這種洗衣機(jī)洗凈度非常高，是波輪式洗衣機(jī)的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比 ，所以很損傷衣物。繼電器控制系統(tǒng)存在著體積大、耗電多、在復(fù)雜的系統(tǒng)中可靠性低、維修和改變控制邏輯困難等缺點(diǎn)，越來(lái)越不適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，迫切需要一種新型的自動(dòng)控制裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)來(lái) 實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制。 PLC 自 問(wèn)世以來(lái)，由于其具有通用靈活的控制性能 ， 簡(jiǎn)單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。 令其無(wú)法滿足控制的要求和現(xiàn)代化大生產(chǎn)管理的需要。 PLC 不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使 PLC真正成為具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。 PLC 的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用 逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。 品種開(kāi)始系列化，并且形成了固定 I/O點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù) 至今的基本結(jié)構(gòu)模型。此外， PLC 的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。與此同時(shí)， PLC 的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展， PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入 /輸出設(shè)備，還可以通過(guò)各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。 1. 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。 3. 不斷加強(qiáng)通訊功能。 有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的 PLC 指令系統(tǒng)。 PLC 系統(tǒng)的特點(diǎn) 1． 可靠性高， PLC 作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī) ， 從結(jié)構(gòu)上 區(qū)分： PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲(chǔ)器 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。這樣在對(duì)于 I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合， PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。 PLC 的掃描工作過(guò)程如圖 1圖 13 所示 。 PLC 的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?5 種類型： 這是 PLC 應(yīng) 用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合 PLC 使用的領(lǐng)域。 PLC 制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下， PLC 把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。當(dāng)過(guò)程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)， PID 控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。 第 2 章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的由內(nèi)外桶、進(jìn)水口、啟動(dòng)和停止按鈕、控制器、進(jìn)水按鈕、水位開(kāi)關(guān)、排水口和洗條電機(jī)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下： 圖 21 全自動(dòng)套筒洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 基本工作原理 洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(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(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干；高低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)測(cè)高低水位；啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作；停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急工況下手動(dòng)停止進(jìn)水排水脫水及報(bào)警；排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。 開(kāi) 始進(jìn) 水到 高 水 位暫 停 2 S正 轉(zhuǎn) 洗 2 0 S暫 停 2 S反 轉(zhuǎn) 洗 2 0 S暫 停 2 S到 小 循 環(huán) 2次排 水到 低 水 位脫 水 1 0 S到 大 循 環(huán) 3 次報(bào) 警 1 0 S停 機(jī)結(jié) 束NYNYNYNY 圖 2—2 控制流程圖 由上圖可知， PLC 在系統(tǒng)中是處中心位置，水位開(kāi)關(guān)是 PLC 的輸入信號(hào)控制開(kāi)關(guān)，進(jìn)水閥、排水閥和電機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 第 3章 PLC 的控制要求和硬件與軟件設(shè)計(jì) PLC 的控制要求 (1) PLC 投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)； (2) 啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始加水； (3) 水滿（即水位到達(dá)高水位）時(shí)停止進(jìn)水并開(kāi)始洗滌正傳； (4) 正洗 20s 后暫停； 第 9 頁(yè) 共 19 頁(yè) 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) (5) 暫停 2s 后開(kāi)始洗滌反轉(zhuǎn)； (6) 反洗 20s 后暫停； (7) 暫停 2s 后，若正 、反洗未滿 5 次時(shí)，則返回從正洗開(kāi)始的動(dòng)作； (8) 暫停 2s 后，若正、反洗滿 5 次時(shí)，則開(kāi)始排水； (9) 水位下降到低水位時(shí)開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水； (10) 脫水 10s 即完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程； (11) 若完成 3 次大循環(huán)，則洗完報(bào)警 10s 后自動(dòng)停機(jī)； (12) 可以按“排水”按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水； (13) 可以按“停止”按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警； (14)