【導(dǎo)讀】系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造..........14. 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）

　　

【正文】 和編輯指令表程序。一般用于小型機或用于現(xiàn)場調(diào)試和維護。 使用編程軟件可以在計算機上直接生成梯形圖或指令表程序，并且可以實現(xiàn)不同編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后通過 PC/PPI 電纜可以下載到 PLC中去，也可以將 PLC 當(dāng)中的程序上傳到計算機當(dāng)中來。 ⑷ 電源 PLC 一般使用 AC 220V 電源或 DC 24V電 源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級的直流電源。 可編程控制器的基本特點 可編程控制器具有編程方法簡單易學(xué)、功能強大、性價比高、硬件配套齊全，用戶使用方便、適應(yīng)性強、可靠性強、抗干擾能力強、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少、維護工作量小、維護方便、體積小、能耗低等特點。 S7200 系列 PLC 西門子公司的 SIMATIC S7200 系列屬于小型 PLC，可以用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作 用。 S7200 的可靠性非常高，可以用語句表、梯形圖和功能塊圖編程。它的指令豐富，簡單易學(xué)，內(nèi)置有高速計數(shù)器、告訴脈沖輸出和 PID 控制器等特殊功能，最大可以擴展到 248 點數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 S7200 提供了近 10 種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從 RS485 通信 /編程接口通訊到自由口模式通訊，從 PPI 協(xié)議通訊到 MPI 協(xié)議通訊，從簡單的S7200 之間的通訊到 S7200 通過 ProfibusDP 網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到 S7200 通過以太網(wǎng)通訊。在網(wǎng)絡(luò)需求已 日益成為必要的今天，強大的通訊無疑會使 S7200 為更多用戶服務(wù)。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 PLC 接線圖 1 MI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 41 LQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 72 LQ 1 . 0Q 1 . 1S7|200PLC+ 2 4 VG N DY V 1Y V 2M ZM FT SD JABCD+ 2 4 VG N DS DS TS PS L 1S L 2圖 開關(guān)兩 I/O 模塊的選擇 ⑴ 開關(guān)量輸入模塊的選擇 開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號的電氣隔離。 開關(guān)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(jù)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，還可太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電 子輸入設(shè)備連接；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(guān)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(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)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輸入模塊最遠不得超過 10 米。距離較遠的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的模塊。 開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式，即匯點式和分組式。匯點式的開關(guān)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(guān)量輸入模塊是 將輸入點分成若干組，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(guān)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。 對于選用高密度的輸入模塊 (如 32 點、 48 點等 )，應(yīng)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％。 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。 ⑵ 開關(guān)量輸出模塊的選擇 開關(guān)量輸出模塊是將 PLC 內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號，并實現(xiàn) PLC 內(nèi)外信號的電氣 隔離。 開關(guān)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(qū)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(dǎo)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(qū)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(yīng)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。 開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式 兩種接線方式。 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(qū)動不同電源的外部輸出設(shè)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(jù) PLC 輸出設(shè)備的電源類型和太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 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。 開關(guān)量輸出模塊的輸出電流 (驅(qū)動能力 )必須大于 PLC 外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實際輸出設(shè)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(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。 選擇開關(guān)量輸出 模塊時，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。同時接通輸出設(shè)備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個 220V／ 2A的８點輸出模塊，每個輸出點可承受 2A 的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是 16A(82A)，通常要比此值小得多。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的 60％。 開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標，它與不同的負載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。 可編程控制器 I/O 分配表 表 I/O分配表 符號 地址 注釋 1 啟動信號 SD IN 2 停止信號 ST IN 3 排水信號 SP IN 4 水位上限位信號 SL1 IN 5 水位下限位信號 SL2 IN 6 進水閥輸出 YV1 OUT 7 排水閥輸出 YV2 OUT 8 正轉(zhuǎn)輸出 MZ OUT 9 反轉(zhuǎn)輸出 MF OUT 10 脫水輸出 TS OUT 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 11 報警輸出 BJ OUT 12 顯示編碼 A 輸出 A OUT 13 顯示編碼 B 輸出 B OUT 14 顯示編碼 C 輸出 C OUT 15 顯示編碼 D 輸出 D OUT 16 M 啟動 SD 17 M 停止 ST 18 M 排水 SP 19 M 水位上限位 SL1 20 M 水位下限位 SL2 21 M 進水 YV1 22 M 排水 YV2 23 M 正轉(zhuǎn) MZ 24 M 反轉(zhuǎn) MF 25 M 脫水 TS 26 M 報警 BJ 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 27 洗滌標志位 28 漂洗標志位 29 脫水標志位 30 報警標志位 31 洗滌完成標志位 32 漂洗完成標志位 33 電機正轉(zhuǎn)定時器 T137 34 電機反轉(zhuǎn)定時器 T138 35 電機脫水定時器 T139 36 報警定時器 T140 37 洗滌計數(shù)器 C0 38 漂洗計數(shù)器 1 C1 39 漂洗計數(shù)器 2 C2 繼電器簡介 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制 系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “自動開關(guān) ”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（ 常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “常開觸點 ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “常閉觸點 ”。 繼電器組的應(yīng)用及實現(xiàn)功能 在本次設(shè)計中，對繼電器的使用較為突出，原理是利用可編程序控制器的24V直流信號來控制繼電器線圈，實現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)?/關(guān)斷的 380V三相電源給電動機供電。 本次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個繼電器組成，每組繼電器完成一個功能?？煞譃椋赫D(zhuǎn)控制組， 反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組?？刂凭€圈與 PLC 的輸出口相連，電動機高壓電源通過變頻器以后與繼電器 “ 常開引腳 ” 相連，公共端接地。它們的開合直接由可編程序控制器輸出的離散信號控制。即當(dāng)洗衣機處在洗滌過程要求正轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，三相電源按照原始順序接入，電源由變頻器控制頻率后給電動機供電，此時電動機正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機處在洗滌過程要求反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，此時，三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動機改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾矗娫丛儆勺冾l器控制頻 率后給電動機供電，此時電動機反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機處在脫水過程要求高速正轉(zhuǎn)時，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開，此時，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動機，電動機按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn) 在本次設(shè)計中遇到需改變電機轉(zhuǎn)速及正向反向交替旋轉(zhuǎn)的問題，并且需要實現(xiàn)在洗衣機全自動的過程中洗滌和脫水的轉(zhuǎn)速變化，這樣就必須運用一定的措施來控制電源的出入從而使其顯現(xiàn)出明顯不同的觀察效果。 由于在整個過程中，變頻器的作用僅為控制電機的轉(zhuǎn)速，正反向旋轉(zhuǎn)及高速太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 脫水均由繼電器實現(xiàn)，使得變頻器的 參數(shù)設(shè)定不必過于復(fù)雜，運用變頻器出廠設(shè)置稍作調(diào)整，即可實現(xiàn)對外部端子的點動控制。 表 變頻器參數(shù)設(shè)定 序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設(shè)定值 功能說明 1 P0304 230 380 電動機的額定電壓 ( 380V ) 2 P0305 電動機的額定電流 ( ) 3 P0307 電動機的額定功率 ( 60W ) 4 P0310 電動機的額定頻率 ( 50Hz ) 5 P0311 0 1430 電動機的額定轉(zhuǎn)速 ( 1430 r/min ) 6 P1000 2 1 用操作面板（ BOP）控制頻率的升降 7 P1080 0 0 電動機的最小頻率 ( 0Hz ) 8 P1082 50 電動機的最大頻率 ( 50Hz ) 9 P1120 10 10 斜坡上升時間 ( 10S ) 10 P1121 10 10 斜坡下降時間 ( 10S ) 11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ） 12 P0701 1 10 正向點動 13 P0702 12 11 反向點動 14 P1058 20 正向點動頻率（ 30Hz） 15 P1059 20 反向點動頻率（ 20Hz） 16 P1060 5 點動斜坡上升時間（ 10S） 17 P1061 5 點動斜坡下降時間（ 5S） 本章小結(jié) 本章提出硬件設(shè)計的總體思路，對所選擇的可編程控制器、繼電器、變頻器做簡單的介紹，對使用器件的參數(shù)進行設(shè)定，為下一章的系統(tǒng)設(shè)計做好硬件準備。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 五 章 系統(tǒng)設(shè)計 梯 形圖程序設(shè)計 程序流程圖 ： 圖 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 總體梯形圖 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 太原科技大學(xué)畢